JP2005500245A - 診断及び治療に使用するための新規のターゲット化組成物 - Google Patents

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Abstract

診断及び治療用途のために使用することができる新規のターゲット化組成物。この組成物は、脂質、タンパク質又はポリマーガス充填ベシクルを含有し、これはさらに、一般式:L−P−Tの新規の化合物を含有する[式中、Lは、疎水性化合物を含み、Pは、親水性ポリマーを含み、かつTは、心筋細胞、内皮細胞、上皮細胞、腫瘍細胞及び糖タンパク質GPIIbIIIa受容体を含む組織、細胞又は受容体をターゲットとするターゲッティングリガンドを含む]。組成物は、超音波などの画像診断、さらに治療用超音波などの治療用途と組み合わせて使用することができる。

Description

【0001】
(発明の分野)
本発明は、新規のターゲット化組成物及びその使用に関する。特に本発明は、新規の化合物及びこれらの化合物を含有するターゲット化組成物並びに画像診断及び/又は生物活性剤の投与のためのこれらの組成物の使用法に関する。
【0002】
(発明の背景)
疾患を診断するために、様々な撮像技術が使用されている。これらの撮像技術には、X線撮像が含まれる。X線では、生じる画像は、患者の体内の構造及び組織間の異なる密度を反映する。この撮像技術の診断的有用性を改善するために、造影剤(contrast agents)を使用して、周囲組織に比較して該当組織の密度を高めることができる。このような造影剤の例には例えば、食道、胃、腸及び直腸を含む胃腸部のX線調査のために使用することができるバリウム、ヨウ化化合物が含まれる。さらに造影剤を、コンピュータ断層撮影(CT)及びコンピュータ連動断層撮影(CAT)調査で使用して、該当組織、例えば胃腸管の可視化を改善するために使用することもできる。
【0003】
磁気共鳴映像法(MRI)は、X線とは異なり、イオン化放射線を必要としない別の撮像技術である。MRIは、様々な走査面、例えば軸方向、冠方向、矢状方向又は直交方向で、体の断面画像を得るために使用することができる。MRIは、磁場、高周波エネルギー及び磁場勾配を用いて、体の画像を作成する。組織間のコントラスト又はシグナル強度差は、T1(縦)及びT2(横)緩和値及び、遊離水に通常は対応している組織のプロトン密度を反映している。造影剤を使用して、患者の局部でのシグナル強度を変えるために、いくつかの可能なアプローチを利用することができる。例えば、T1又はT2又はプロトン密度を変えるように、造影剤を設計することができる。
【0004】
一般的には、MRIは、造影剤の使用を必要とする。造影剤を使用することなく、MRIを行うと、生じた画像中で、該当組織と周囲組織とを判別することは難しい。以前には、MRIでは常磁性造影剤が第一に、注目されていた。常磁性造影剤は、不対電子を含有する物質を必要とする。不対電子は、主磁場内で小さな磁石として作用して、縦(T1)及び横(T2)緩和の速度を高める。常磁性造影剤は通常、不対電子源をもたらす金属イオン、例えば、遷移金属イオンを含有する。しかしながら、これらの金属イオンは通常、極めて毒性である。毒性を低減しようと、金属イオンは通常、リガンドでキレート化される。
【0005】
特には酸化鉄である金属酸化物が、MRI造影剤として使用されている。酸化鉄の小さい粒子、例えば、約20nm未満の直径を有する粒子は、望ましい常磁性緩和特性を有するが、これらの主な効果は、体積磁化率に基づく。ニトロキシドは、これも常磁性であるMRI造影剤の別の群である。これらは比較的低い緩和性を有し、通常は、常磁性イオンよりも低い有効性を有する。
【0006】
存在するMRI造影剤は、数多くの制限を受けている。例えば、キレート化金属が含まれる造影剤を含む特定の造影剤は、高い画像ノイズを伴うことがある。このノイズは通常、固有ぜん動運動並びに呼吸又は心臓血管作用からの運動により生じる。加えて、造影剤でのシグナル強度は通常、使用される造影剤の濃度及びパルス系列に左右される。十分に高濃度の常磁性種を使用しない限り、造影剤の吸収によって、特に、小腸の遠位部で、画像の解釈が複雑になりうる。例えば、Kornmesser et al,Magnetic Resonance Imaging,6:124(1988)参照。
【0007】
他の造影剤は、パルス系列のバリエーションに対して感度が低く、より一貫したコントラストをもたらしうる。しかしながら、高い濃度のフェライトなどの粒子は、例えば、腸管液体の吸収が生じ、超常磁性物質が濃縮される結腸で特に明白である磁化率アーチファクトをもたらしうる。
【0008】
毒性が、もう1つの問題であり、これは通常、MRIのための造影剤を含む近年利用されている造影剤に随伴する。例えば、フェライトは往々にして、経口投与の後に、悪心、さらに鼓腸及び血清鉄の一過性の上昇の症状を惹起する。Gd−DTPA中で錯化されているガドリニウムイオンは、遊離の形では極めて毒性である。胃での高い酸性度(低いpH)及び腸での高いアルカリ度(高いpH)を含む胃腸管の様々な環境により、錯体からの遊離イオンの脱カップリング及び分離の確度が高まることがある。
【0009】
超音波は、例えば、組織微小血管などの血管系を含む体の様々な範囲を調査するための別の有用な画像診断技術である。超音波は、他の診断技術を上回るある程度の利点をもたらす。例えば、核医学及びX線を用いる診断技術は通常、患者を電離電子線に暴露することを含む。このような放射線は、デオキシリボ核酸(DNA)、リボ核酸(RNA)及びタンパク質を含む細胞内物質に損傷をもたらしうる。超音波は、このような強力な損傷放射線を用いない。加えて、超音波は、精巧で高価な装置を必要とするCT及びMRIを含む他の診断技術に比較して、比較的安価である。
【0010】
超音波は、患者を音波に暴露することを含む。通常、音波は、体組織によって吸収されることにより散逸されるか、組織を貫通するか、又は組織に反射される。通常は、後方散乱又は反射率と称される組織による波長の反射が、超音波画像を現像するためのベースとなる。これに関して、音波は、様々な体組織から様々に反射される。この異なる反射は、観察される特定の組織の成分及び密度を含む様々なファクターに基づく。超音波は、1メガヘルツ(MHz)から10MHzの周波数を有する音波を検出することができるトランスデューサーを通常は用いて、様々に反射された音波を検出することを含む。検出された音波を集積して、定量化された画像にし、組織の画像に変換された定量化音波を、調査することができる。
【0011】
前記の診断技術のように、超音波は通常、造影剤の使用を必要とする。代表的な造影剤には例えば、固体粒子の懸濁液、乳化液滴及びガス充填気泡が含まれる。例えば、Hilmannらの米国特許第4466442号及び公開国際特許出願WO92/17212号及びWO92/21382号参照。Widderらの公開出願EP−A第0324938号には、熱変性可能な生体適合性タンパク質、例えばアルブミン、ヘモグロビン及びコラーゲンから製造された安定化ミクロ気泡タイプ超音波造影剤(imaging agent)が開示されている。
【0012】
超音波から得られた画像の品質は、大幅に改善された。しかしながら、特に、血管血液供給で潅流される組織中の血管系に関する画像に関しては、更なる改善が必要である。したがって、血管系及び血管関連臓器の医学的に有用な画像を得ることができる改善された造影剤を含む改善された超音波技術に対する必要性が存在する。
【0013】
液−ガス界面からの音波の反射は、極めて有効である。したがって、ガス充填バブルを含むバブルは、造影剤として有用である。ここで使用する場合、「バブル」との用語は、ガス又はその前駆体を充填されている内部ボイドを取り囲む1つ又は複数の膜又は壁の存在により通常は特徴付けられるベシクルに関する。代表的なバブルには例えば、リポソーム、ミセルなどが含まれる。後記でより詳細に記載するように、造影剤としてのバブルの有効性は、例えば、バブルのサイズ及び/又は弾性を含む様々なファクターに応じる。
【0014】
バブルサイズの効果に関しては、次の見解が得られている。専門家には知られているように、バブルに反射されるシグナルは、バブルの半径(r)の関数である(レイリー散乱体)。したがって、診断用超音波の周波数範囲では、4マイクロメートル(μm)の直径を有するバブルは、2μmの直径を有するバブルに対して、64倍の散乱能を有する。したがって一般的に、バブルが大きくなるほど、反射されるシグナルは大きくなる。
【0015】
しかしながら、バブルサイズは、バブルが通過すべき毛細血管の直径に制限される。通常、10μmを上回る直径を有するバブルを含む造影剤は危険なものとなりうる。それというのも、微細血管が閉塞されうるためである。したがって、造影剤中のバブルの約99%以上が、10μm未満の直径を有するのが望ましい。平均バブル直径も重要であり、1μmを上回るべきであり、2μmを上回るのが好ましい。バブルの容量加重(volume weighted)平均直径は、約7から10マイクロメートルであるべきである。
【0016】
バブルの弾性も、重要である。この理由は、高度に弾性なバブルは変形して、必要な場合には、毛細血管に「押し入る」か、かつ/又はバブルの周囲に血液が流れるようにすることができるためである。これにより、梗塞の可能性が低減される。バブルを含む造影剤の有効性は、バブル濃度にも左右される。通常、バブル濃度が高くなるほど、造影剤の反射率は大きくなる。
【0017】
造影剤としてのバブルの有効性に関する他の重要な特性は、バブル安定性である。ここで使用する場合、特に、ガス充填バブルに関して、「バブル安定性」とは、気圧よりも高い圧力にさらされた後にも、その中に捕捉されているガスを保持するバブルの能力のことである。造影剤として有効であるためには、バブルは通常、水銀(Hg)300ミリメートル(mm)の圧力に約1分間さらされた後に、捕捉されているガスの50%より多くを保持することを必要とする。特に有効なバブルは、Hg300mmの圧力に1分間さらされた後に、捕捉されているガスの75%を維持し、90%の捕捉ガス含有率は、極めて有効な造影剤をもたらす。放圧した後に、バブルが本来のサイズに戻ることが、特に望ましい。このことは通常、「バブル回復性」と称される。
【0018】
所望の安定性を備えていないバブルは、不十分な造影剤をもたらす。例えば、バブルがその中に捕捉されているガスをインビボで放出すると、反射率は低下する。同様に、低い回復性を有するバブルのサイズも、インビボで低減して、低い反射率をもたらす。
【0019】
先行技術で開示されているバブルの安定性は通常、造影剤として使用するには不十分である。例えば、先行技術は、脂質含有壁又は膜を含むバブルを開示しており、これには、ガス充填リポソームが含まれる。例えば、Ryanらの米国特許第4900540号及び同第4544545号;Ticknerらの米国特許第4276885号;KlavenessらのWO93/13809号及びSchneiderらのEPO第0554213号及びWO91/15244号参照。LanzaらのWO93/20802号は、音響的に反射性のオリゴラメラリポソームを開示しており、これは、二分子層の間に高い水性スペースを有するマルチラメラリポソームであるか、非同心的に二分子層の間に組み込まれているリポソームを有して、内部で分かれている二分子層を含む。超音波撮像を強化するための超音波造影剤としてのその使用及び患者に投与されたリポソーム中に輸送されている薬剤を監視する際のその使用も、記載されている。D’Arrigoの米国特許第4684479号及び同第5215680号はそれぞれ、液中ガスエマルション及び脂質コーティングされているミクロバブルを開示している。
【0020】
先行技術に開示されているバブルの多くは、不本意にも、不十分な安定性を有する。したがって、先行技術のバブルは、インビボで壊れやすく、例えば、中に含有されている治療薬及び/又は診断薬の早すぎる放出が生じる。バブル安定性を改善しようとして、様々な研究が行われている。このような研究には例えば、その膜又は壁が、アルブミンなどのタンパク質又は架橋によりかなり強化された物質を含有するバブルの調製が含まれる。例えば、生分解性架橋剤で架橋されているタンパク質を含有するバブルが開示されているKlavenessらのWO92/17212号参照。Moseleyらにより、1991年のカリフォルニア州ナパでのSociety for Magnetic Resonance in Medicineの会合において、「Microbubbles:A Novel MR Susceptibility Contrast Agent」と称される要約書にまとめられたプレゼンテーションが行われた。Moseleyらにより記載されたミクロバブルは、ヒトアルブミンのシェルでコーティングされている気体を含む。もしくは、バブル膜は、タンパク質ではないが、生体適合性化合物と架橋する化合物を含有してよい。例えば、KlavenessらのWO92/17436号、WO93/17718号及びWO92/21382号参照。
【0021】
外側膜にタンパク質を使用するか、膜成分を架橋させることを含む、バブルを安定化するための先行技術は、様々な欠点を有する。例えば、前記の架橋は通常、それに関する代謝予定が知られていない架橋タンパク質又は他の化合物を含む新規の材料を使用することを伴う。加えて、架橋は、架橋化合物の単離及び精製を含む付加的な化学的プロセスステップを必要とする。さらに、アルブミンなどのタンパク質からなるバブル膜の使用及びバブル膜成分の架橋は、バブルの壁に剛性を与えうる。これにより、低い弾性を有し、したがって変形し、毛細血管を通過する能力の低いバブルが生じる。このように、タンパク質及び/又は架橋を必要とする先行技術の造影剤では、血管の閉塞の可能性が高い。
【0022】
したがって、新規かつ/又は改良された安定化造影剤及びその製造方法が必要である。本発明は、このこと、さらに他の重要な目的を対象としている。
【0023】
(発明の概要)
本発明は、1つには、次式を有する新規の化合物を対象とする
【化3】
Figure 2005500245
[上式中、
及びXは独立に、直接結合あるいは−O−、−S−、−N(R)−、−C(=X)−、−C(=X)−N(R)−、−N(R)−C(=X)−及び−C(=X)−N(R)−C(=X)−からなる群から選択される架橋原子又は基であり;
は、−O−又は−S−であり;
は、約7個から約23個の炭素からなるアシルであり;
は、水素又は低級アルキルであり;
は、直接結合又は1から約10個の炭素からなるアルキレンであり;
は、約7個から約23個の炭素からなるアシルであり;
は、水素又は低級アルキルであり;
及びRは独立に、直接結合又は1から約10個の炭素からなるアルキレンであり;
は、水素又は低級アルキルであり;
Pは、親水性ポリマーであり;かつ
Tは、心筋細胞、内皮細胞、上皮細胞、腫瘍細胞及び糖タンパク質GPIIbIIIa受容体からなる群から選択される細胞又は受容体をターゲットとするターゲッティングリガンドである]。
【0024】
さらに、インビボで治療又は診断に使用するためのターゲット化ベシクル組成物及び処方物を提供する。これらの組成物及び処方物は、水性キャリヤ中に、脂質、タンパク質又はポリマーガス充填ベシクル、さらに前記の化合物を含有する。
【0025】
本発明の他の実施形態は、診断及び治療用途で、これらの組成物及び処方物を使用する方法を対象とする。本発明のこれら、及び他の態様は、次の詳細な記載で明らかになるであろう。
【0026】
本発明の実施形態を詳述するために、現段階で好ましい形態を図面で示す。しかしながら、本発明は、示されているとおりの配置及び手段に限定されない。
【0027】
(発明の詳細な説明)
前記及び本開示全体で使用されるように、次の用語は、特に記載のない限り、次の意味を有すると理解されたい。
【0028】
「脂質」とは、通常、両親媒性及び生体適合性の合成又は天然由来化合物のことである。脂質は通常、親水性成分及び疎水性成分を含有する。代表的な脂質には例えば、脂肪酸、中性脂肪、リン脂質、糖脂質、界面活性剤、脂肪族アルコール、ロウ、テルペン及びステロイドが含まれる。一定の好ましい実施形態では、ここに記載されている組成物中に導入されうる脂質は、スルフヒドリル基又はジスルフィド結合を含有しない。
【0029】
「脂質組成物」とは、通常は水性媒体中に脂質化合物を含有する組成物のことである。代表的な脂質組成物には、懸濁液、エマルション及びベシクル組成物が含まれる。
【0030】
「脂質処方物」とは、生物活性剤をさらに含有する脂質組成物のことである。
【0031】
「ベシクル」とは、1個又は複数の内部ボイドを形成する1つ又は複数の壁又は膜の存在により通常は特徴付けられる球状実体のことである。ベシクルは例えば、ここに記載される様々な脂質を含む脂質、タンパク性材料あるいは、天然、合成及び半合成ポリマーを含むポリマー材料から処方することができる。好ましいベシクルは、脂質から処方された壁又は膜を含むものである。これらの好ましいベシクルでは、脂質は、単分子層又は二分子層の形であってよく、単分子層又は二分子層脂質を使用して、1つ又は複数の単分子層又は二分子層を生じさせることができる。単分子層又は二分子層が2つ以上である場合には、単分子層又は二分子層は、同心であってよい。脂質を使用して、ユニラメラベシクル(1つの単分子層又は二分子層からなる)、オリゴラメラベシクル(約2つ又は約3つの単分子層又は二分子層からなる)又はマルチラメラベシクル(約3を上回る単分子層又は二分子層からなる)を生じさせることができる。同様に、タンパク質又はポリマーから調製されたベシクルも、1つ又は複数の同心壁又は膜を含みうる。タンパク質又はポリマーから調製されたベシクルの壁又は膜は、実質的に充実性(均一)であってよいか、これらは、多孔性又は半多孔性であってよい。一定の好ましい実施形態では、ベシクルは、スルフヒドリル基又はジスルフィド結合を含有しない。ここに記載されているベシクルは、例えば、リポソーム、ミセル、バブル、ミクロバブル、ミクロスフェア、脂質−、ポリマー−及び/又はタンパク質被覆バブル、ミクロバブル及び/又はミクロスフェア、ミクロバルーン、エーロゲル、包接化合物結合ベシクルなどと一般的に称されるような実体を含む。ベシクルの内部ボイドは、液体(例えば、水溶液が含まれる)、ガス、ガス前駆体及び/又は、例えば必要に応じターゲッティングリガンド及び/又は生物活性剤を含む固体又は溶質材料を充填されていてよい。
【0032】
「リポソーム」とは、通常は1つ又は複数の同心層、例えば単分子層又は二分子層の形である脂質化合物を含む両親媒性化合物の通常は球状のクラスター又は凝集体のことである。これらはここでは、脂質ベシクルとも称される。例えば、イオン脂質及び/又は非イオン脂質から、リポソームを処方することができる。非イオン脂質から処方されたリポソームは、ニオソームとも称される。
【0033】
「ミセル」とは、脂質から処方されたコロイド実体のことである。一定の好ましい実施形態では、ミセルは、単分子層又は六方H2相構造を有する。好ましい他の実施形態では、ミセルは、二分子層構造を有してもよい。
【0034】
「エーロゲル」とは、複数の小さな内部ボイドにより特徴付けられる、通常は球状の実体のことである。合成材料(例えば、レソルシノール又はホルムアルデヒドのベーキングから調製されたフォーム)、さらに多糖又はタンパク質などの天然材料から、エーロゲルを処方することができる。
【0035】
「包接化合物」とは、ベシクルを随伴しうる固体、半多孔性又は多孔性粒子のことである。好ましい形態では、包接化合物は、ベシクルを含むキャビティを含有するケージ様の構造を形成しうる。1個又は複数のベシクルが、包接化合物に結合しうる。望ましい場合には、安定化材料を包接化合物に随伴させて、ベシクルと包接化合物との会合を促進することができる。包接化合物をそれから処方することができる適切な材料には、例えば、カルシウムヒドロキシアパタイトなどの多孔性アパタイト、カルシウム塩で沈殿させたアルギン酸などのポリマー及び金属イオンからなる沈殿物が含まれる。
【0036】
本発明のベシクルは好ましくは、ガス又はガス前駆体を含有する。「ガス充填ベシクル」とは、ガスがその中に封入されているベシクルのことである。「ガス前駆体充填ベシクル」とは、ガス前駆体がその中に封入されているベシクルのことである。ベシクルは、最小限にか、部分的にか、又は実質的に完全に、ガス及び/又はガス前駆体で充填されていてよい。一定の好ましい実施形態では、ベシクルは実質的に、又は完全にガス及び/又はガス前駆体で充填されていてよい。ガス及び/又はガス前駆体充填ベシクルに関して使用される場合の「実質的に」との用語は、ベシクルの内部ボイド容量の約50%より多くが、ガスからなることを意味する。好ましくは、実質的に充填されているベシクルの内部ボイドの60%より多くが、ガスからなり、この際、70%より多いのが、さらに好ましい。さらに好ましくは、実質的に充填されたベシクルの内部ボイドの約80%より多くがガスからなり、約90%より多いのが、いっそう好ましい。特に好ましい実施形態では、ベシクルの内部ボイドの約95%より多くがガスからなり、約100%が、極めて好ましい。本発明の好ましい一実施形態とは考慮しないが、ベシクルは、所望ならば、ガス又はガス前駆体を含有しないか、実質的に含有しない。
【0037】
「ベシクル組成物」とは、通常は水性媒体中のベシクルを含有する組成物のことである。
【0038】
「ベシクル処方物」とは、生物活性剤も含有するベシクル組成物のことである。ベシクル処方物中で使用するために適したベシクル又はベシクル種には例えば、ガス充填ベシクル及びガス前駆体充填ベシクルが含まれる。
【0039】
「エマルション」とは、2種又はそれ以上の液体からなる類脂質混合物のことであり、通常は、コロイドの形である。脂質は、エマルション中に不均一に分散されていてよい。もしくは、脂質は、例えば、クラスター又は、単分子層又は二分子層を含む層の形に凝集してもよい。
【0040】
「懸濁液」とは、長時間にわたって安定なままである、液体中に浮いている微細な液体又は固体粒子の混合物のことである。
【0041】
「六方HII相構造」とは、液体媒体、例えば水性媒体中の脂質からなる通常は管状の凝集体のことであり、その際、脂質の親水性部分が、通常は内部に面していて、管の内部の液体環境と会合している。脂質の疎水性部分は通常は、外側に向かっていて、錯体は、六方管の形を呈する。複数の管が通常は、六方相構造に一緒に詰まっている。
【0042】
「患者」との用語は、哺乳類を含む動物、好ましくはヒトのことである。
【0043】
「患者の体内局部」及び「該当局部」との句は、患者全体か、又は患者の特定区域又は部分のことである。患者の体内局部及び該当局部には例えば、画像診断で撮像される部位及び/又は生物活性剤で処理される部位が含まれる。このような部位の例には例えば、心筋組織を含む心臓局部、さらに、血管系及び循環系及びガン組織を含む他の体組織が含まれる。ここで使用される場合の「血管系」との句は、体又は体の臓器又はその一部の血管を示している。
【0044】
「生物活性剤」との用語は、患者で疾患の存在の有無を診断するための方法及び/又は患者の疾患を治療するための方法などの、治療又は診断のための適用に関連して使用することができる物質のことである。ここで使用する場合、「生物活性剤」とは、インビトロ及び/又はインビボで生物作用を発揮しうる物質でもある。生物活性剤は、中性に、又は正に、又は負に荷電されていてもよい。適切な生物活性剤の例には、診断薬、薬剤、医薬品、合成有機分子、タンパク質、ペプチド、ビタミン、ステロイド及び、ヌクレオシド、ヌクレオチド及びポリヌクレオチドを含む遺伝物質が含まれる。
【0045】
「診断薬」とは、患者の体内局部を撮像するための、かつ/又は患者で疾患の存在の有無を診断するための方法に関して使用することができる薬剤のことである。代表的な診断薬には例えば、患者の超音波、磁気共鳴映像法又はコンピュータ断層撮影法に関連して使用するための造影剤、例えば、ここに記載の脂質及び/又はベシクル組成物が含まれる。
【0046】
ここで使用する場合、「ポリマー」とは、2個又はそれ以上の繰り返し単位の化学的結合から生じる分子のことである。したがって、「ポリマー」との用語には例えば、ダイマー、トリマー及びオリゴマーが含まれうる。ポリマーは、合成、天然由来又は半合成であってよい。好ましい形態では、「ポリマー」との用語は、10個又はそれ以上の繰り返し単位を含む分子のことである。一定の好ましい実施形態では、ここで記載する組成物中に導入しうるポリマーは、スルフヒドリル基又はジスルフィド結合を含有しない。
【0047】
「増粘剤」とは、ここに記載されている脂質及び/又はベシクル組成物中に導入されると、粘度調整剤、乳化及び/又は可溶化剤、懸濁剤及び張度上昇剤として作用しうる、通常は親水性の様々な材料のうちのいずれかのことである。増粘剤は、そのような特性により組成物の安定性の維持を助けうると、考えられている。
【0048】
「分散剤」とは、例えば、ここに記載されている一定の脂質及び/又はベシクル組成物を含むコロイド粒子の懸濁媒体に加えられると、粒子の均一な分離を促進しうる界面活性剤のことである。一定の好ましい実施形態では、分散剤は、ポリマーシロキサン化合物を含んでもよい。
【0049】
「遺伝物質」とは通常、デオキシリボ核酸(DNA)及びリボ核酸(RNA)を含むヌクレオチド及びポリヌクレオチドのことである。遺伝物質は、当技術分野の専門家に知られている合成化学的方法論により、又は組換え技術を使用することにより、又はこれら2つの組合せにより製造することができる。DNA及びRNAは場合によって、非天然ヌクレオシドを含有してもよく、一本鎖又は二本鎖であってよい。「遺伝物質」とは、センス及びアンチセンスDNA及びRNA、即ち、DNA及び/又はRNA中のヌクレオチドの特異的配列に対して相補的であるヌクレオチド配列のことでもある。
【0050】
「薬剤」又は「医薬品」とは、患者の疾病、病気、疾患又は外傷を治療(予防、診断、緩和又は治療を含む)する際に使用することができる治療薬又は予防薬のことである。治療に有効なペプチド、ポリペプチド及びポリヌクレオチドも、薬剤又は医薬品との用語の意味に含まれる。
【0051】
「安定化材料」とは、例えば、エマルション、懸濁液、分散液及びベシクル組成物を含む、ここに記載されているような組成物の安定性を改善しうる材料のことである。安定性の改善には、例えば、相対的にバランスのとれた状態の維持が含まれ、例えば、崩壊、分解、劣化などに対する耐性の上昇が例となる。ベシクル、特にガス充填ベシクルに関する好ましい実施形態では、安定化化合物は、例えば、ベシクルの破裂及び/又は凝集により生じるような、ベシクル内に捕捉されているガスの脱出を最小化するか、実質的に防ぐ(完全に防ぐことを含む)ことによりベシクルの安定性を改善するために役立つ。捕捉されているガスの脱出を防ぐことに関して使用されるような「実質的」との用語は、約50%を上回るガスの捕捉が保持されることを意味する。好ましくは、約60%を上回るガスの捕捉が保持され、約70%を上回るのがより好ましい。いっそう好ましくは、約80%を上回るガスの捕捉が保持され、約90%を上回るのが、さらに好ましい。特に好ましい実施形態では、約95%を上回るガスの捕捉が保持される。所望の場合には、ガスの捕捉を完全に保持することができる(即ち、約100%のガスの捕捉が保持される)。安定化化合物は、離散している個々の化合物(モノマー)を含有してよいか、ポリマーを含有してよい。脂質に関する好ましい実施形態では、安定化物質は、共有結合及び/又は非共有結合により、脂質化合物と会合してよい。一般的に、安定化化合物は例えば、界面活性剤、被膜形成物質、膜及び/又は膜形成物質を含有してよい。本発明の方法及び組成物で使用することができる代表的な安定化化合物には、脂質、タンパク質及びポリマーが含まれる。一定の本生物活性剤も、「安定化物質」の定義に包含される。安定化物質は、中性であるか、正又は負に荷電されていてもよい。中性安定化材料のうちで、極性物質が好ましい。一定の実施形態では、安定化化合物は、実質的に(完全であってもよい)架橋されていてよい。ここで使用する場合、「架橋」、「架橋された」及び「架橋する」との用語は通常、1つ又は複数のブリッジによる、脂質、タンパク質及びポリマー安定化化合物を含む2個又はそれ以上の安定化化合物の架橋のことである。1個又は複数の元素、基又は化合物からなっていてよいブリッジは通常、第1の安定化化合物分子からの元素を第2の安定化分子の原子に結合させるために役立つ。架橋ブリッジは、共有結合性及び/又は非共有結合性会合を含む。様々な元素、基及び/又は化合物のいずれかが、架橋でブリッジを形成してよく、安定化化合物は、そのまま、又は合成手段によって架橋させることができる。例えば、架橋は、ケラチン、インスリン及び他のタンパク質中などのように、シスチン基のジスルフィド結合により結合されるペプチド鎖から処方された材料中では、自然に生じる。もしくは、例えば、安定化材料などの化合物と、例えば熱、高エネルギー放射線、超音波放射などに暴露することにより反応を惹起する架橋剤として役立つ化学物質とを組み合わせるなどの、適切な化学的変性により、架橋を生じさせることができる。例には例えば、システイン基中にスルフヒドリル基などとして存在しうるイオウを用いる、ジスルフィド結合が生じる架橋、有機ペルオキシドを用いる架橋、高エネルギー放射線を用いる、不飽和材料の架橋、カルバミン酸ジメチロールでの架橋などが含まれる。架橋された安定化化合物に関して使用される「実質的」との用語は、約50%を上回る安定化化合物が、架橋ブリッジを含有することを意味する。一定の実施形態では好ましくは、約60%を上回る安定化化合物が架橋ブリッジを含み、約70%を上回るのが、さらに好ましい。いっそう好ましくは、約80%を上回る架橋された安定化化合物が架橋ブリッジを含有し、約90%を上回るのが、特に好ましい。一定の特に好ましい実施形態では、約95%を上回る架橋された安定化化合物が、架橋ブリッジを含む。望ましい場合には、実質的に架橋されている安定化化合物は、完全に架橋されていてもよい(即ち、架橋された安定剤化合物の約100%が、架橋ブリッジを含む)。最も好ましい実施形態では、安定化化合物は、実質的に(完全にであってもよい)架橋されていなくてもよい。架橋されていない安定化化合物に関して使用する場合の「実質的」との用語は、約50%を上回る安定化化合物に、架橋ブリッジが存在しないことを意味している。好ましくは、約60%を上回る安定化化合物に、架橋ブリッジが存在せず、約70%を上回るのが、特に好ましい。いっそう好ましくは、約80%を上回る安定化化合物に、架橋ブリッジが存在せず、約90%を上回るのが、特に好ましい。特に好ましい実施形態では、約95%を上回る安定化化合物に、架橋ブリッジが存在しない。望ましい場合には、実質的に架橋されていない安定化化合物は、完全に架橋されていなくてもよい(即ち、安定化化合物の約100%に、架橋ブリッジが存在しない)。
【0052】
「ベシクル安定性」とは、Hg約300mmの圧力に約1分間さらした後に、ガス充填ベシクルが、その中に捕捉されているガスを保持する能力のことである。ベシクル安定性は、パーセント(%)で測定し、これは、ベシクル中にもともと捕捉されていたガスの量と、放圧後に保持されているガスの量との分数である。ベシクル安定性は、ベシクルが、放圧後にその元のサイズに回復する能力に関する「ベシクル回復性」にも関する。
【0053】
「共有結合性会合」とは、2個の原子の結合性軌道中での電子の共有を伴う分子間会合又は結合のことである。
【0054】
「非共有結合性会合」とは、共有結合を伴わない、2個又はそれ以上の別々の分子間の分子間相互作用のことである。分子間相互作用は、例えば、関連分子の極性、場合によっては関連分子の電荷(正又は負)などを含む様々なファクターに依存する。非共有結合性会合は好ましくは、イオン相互作用、双極子−双極子相互作用及びファンデルワールス力及びこれらの組合せからなる群から選択される。
【0055】
「イオン相互作用」又は「静電的相互作用」とは、それぞれが正又は負に荷電されている2個又はそれ以上の分子間の分子間相互作用のことである。したがって例えば、「イオン相互作用」又は「静電的相互作用」は、第1の正に荷電されている分子と第2の負に荷電されている分子との間の作用のことである。代表的なイオン又は静電的相互作用には例えば、負に荷電されている安定化材料、例えば遺伝物質と、正に荷電されている脂質、例えば、臭化ラウリルトリメチルアンモニウムなどのカチオン脂質との間の引力が含まれる。
【0056】
「双極子−双極子相互作用」とは通常、2個又はそれ以上の極性分子の間で生じうる引力のことである。したがって「双極子−双極子相互作用」とは、一般的にδと記載される第1の極性分子の荷電されていない、部分的に正の末端と、一般的にδと記載される第2の極性分子の荷電されていない、部分的に負の末端との引力のことである。双極子−双極子相互作用は例えば、ホスファチジルコリンの陽性頭部基、例えばコリン頭部基と、陰性原子、例えば多糖などの安定化材料中に存在する酸素、窒素又はイオウなどのヘテロ原子との間の引力により示される。「双極子−双極子相互作用」とは、分子間水素結合のことでもあり、この際、水素原子は、別々の分子の上の陰性原子間のブリッジとして役立ち、水素原子は、共有結合により第1の分子に、そして静電力により第2の分子に保持される。
【0057】
「ファンデルワールス力」とは、量子力学により説明される非極性分子間の引力のことである。ファンデルワールス力は通常、一時的な双極子モーメントを伴い、これは、隣接する分子により惹起され、電子分布の変化を伴う。
【0058】
「水素結合」とは、陰性原子、例えば酸素、イオウ、窒素などに共有結合している水素原子と他の陰性原子との間で生じうる引力又はブリッジのことである。水素結合は、第1の分子中の水素原子と、第2の分子中の陰性原子との間で生じうる(分子間水素結合)。したがって、水素結合は、いずれも単一分子中に含有されている水素原子と陰性原子との間で生じうる(分子間水素結合)。
【0059】
「親水性相互作用」とは、水と実質的に結合しているか、水を吸収するか、かつ/又は水に溶解しうる分子又は分子部分のことである。これにより、可逆ゲルの膨潤及び/又は形成が生じる。
【0060】
「疎水性相互作用」とは、水と実質的に結合しないか、水を吸収しないか、かつ/又は水に溶解しない分子又は分子部分に関する。
【0061】
「生体適合性」とは、通常は生物学的機能を損なうことがなく、アレルゲン応答及び疾患状態を含む、許容し得ない毒性規模をもたらすことのない物質に関する。
【0062】
「組み合わせて」とは、一定の実施形態では、ターゲッティングリガンドを、脂質組成物及びベシクル組成物を含む本発明の組成物に導入することに関する。「組み合わせて」は、生物活性剤を、脂質組成物及びベシクル組成物を含む本発明の組成物に導入することに関する。生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドは、様々な方法で本発明の組成物と組み合わせることができる。所望の場合には、生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドを、例えば脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクル又は他の付加的な安定化物質などの本発明の組成物の1種又は複数の成分と共有結合性会合をさせることもできる。さらに所望の場合には、生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドと脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクル又は他の付加的な安定化剤などの本発明の組成物の他の成分との共有結合性会合は実質的に存在しなくてもよい。生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドと脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクルなどの本発明の組成物の他の成分との共有結合性会合が存在しないことに関して使用される場合、「実質的にない」との用語は、約50%未満、例えば、約0%から約50%未満(この範囲内の特定のパーセンテージ及びパーセンテージ範囲の組合せ及び二次的組合せの全てを含む)の生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドが、組成物の他の成分と共有結合性会合をしていてよいことを意味している。好ましくは、約40%未満の生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドが、組成物の他の成分と共有結合性会合をしていてよく、約30%未満であるのが、さらに好ましい。いっそう好ましくは、約20%未満の生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドが、組成物の他の成分と共有結合性会合をしていてよく、約10%未満であるのが、さらに好ましい。さらに好ましい実施形態では、生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドと組成物の他の成分との共有結合性会合は、全く存在しない(即ち0%)。
【0063】
組成物の他の成分との共有結合性会合を実質的に有さない生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドは場合によっては、ここで、「非結合」又は「遊離」生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドと称される。このような組成物では、生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドは、所望の場合には、例えば脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクル又は他の付加的な安定化剤などの組成物の他の成分と非共有結合性会合をしていてもよい。加えて、所望の場合には、非結合又は遊離生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドと、例えば脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクルなどの組成物の他の成分との非共有結合性会合が実質的に存在しなくてもよい。生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドと、例えば脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクルなどの組成物の他の成分との非共有結合性会合が存在しないことに関して使用する場合、「実質的にない」との用語は、約50%未満、例えば、約0%から約50%未満(この範囲内の特定のパーセンテージ及びパーセンテージ範囲の組合せ及び二次的組合せの全てを含む)の非結合又は遊離の生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドが、組成物の他の成分と非共有結合性会合をしていてよいことを意味している。好ましくは、約40%未満の非結合又は遊離の生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドが、組成物の他の成分と非共有結合性会合をしていてよく、約30%未満であるのが、さらに好ましい。いっそう好ましくは、約20%未満の非結合又は遊離の生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドが、組成物の他の成分と非共有結合性会合をしていてよく、約10%未満であるのが、さらに好ましい。さらに好ましい実施形態では、非結合又は遊離の生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドと組成物の他の成分との非共有結合性会合は、完全に存在しなくてもよい(即ち0%)。
【0064】
ベシクル組成物では、生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドは、ベシクルの内部ボイド内に捕捉されていてよい。生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドは、例えばベシクル層又は壁内に含まれる脂質の間に散在させることにより、ベシクルの層又は壁の間に組み込むことができる。加えて、生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドを、ベシクルの表面上に位置させることも考えられる。いずれにせよ、生物活性剤及び/又はターゲッティングリガンドは、例えば、ベシクルの内及び/又は外表面を含むベシクルの壁と化学的に相互作用することができ、実質的にこれに付着しうる。このような相互作用は、例えば、共有結合性会合又は非共有結合性会合の形をとる。一定の実施形態では、相互作用により、ベシクルの安定化が生じる。
【0065】
「ターゲッティングリガンド」とは、本発明の組成物と共にインビボで、組織及び/又は受容体のターゲッティングを促進しうる材料又は物質のことである。ターゲッティングリガンドは、合成、半合成又は天然由来であってよい。ターゲッティングリガンドとして役立ちうる材料又は物質には例えば、抗体、糖タンパク質及びレクチンを含むタンパク質、ペプチド、ポリペプチド、単糖類及び多糖を含む糖類、ビタミン、ステロイド、ステロイド類似体、ホルモン、補因子、生物活性剤並びに、ヌクレオシド、ヌクレオチド及びポリヌクレオチドを含む遺伝物質が含まれる。
【0066】
ターゲッティングリガンドへの「前駆体」とは、ターゲッティングリガンドに変化しうる材料又は物質のことである。このような変化には、例えば、前駆体をターゲッティングリガンドに定着させることも含まれる。代表的なターゲッティング前駆体成分には、マレイミド基、オルト−ピリジルジスルフィドのようなジスルフィド基、ビニルスルホン基、アジド基及びα−ヨードアセチル基が含まれる。
【0067】
「ペプチド」とは、約2から約100個のアミノ酸基を含有してよい窒素化合物のことである。一定の好ましい実施形態では、ここに記載されている組成物中に導入されうるペプチドは、スルフヒドリル基又はジスルフィド結合を含まない。
【0068】
「タンパク質」とは、約100個を上回るアミノ酸基を含有してよい窒素化合物のことである。一定の好ましい実施形態では、ここに記載されている組成物中に導入されうるタンパク質は、スルフヒドリル基又はジスルフィド結合を含まない。
【0069】
「コート」又は「コーティング」とは、安定化物質と脂質及び/又はベシクルとの相互作用のことであり、共有結合性及び/又は非共有結合性会合を伴ってよい。
【0070】
「組織」とは通常、特別な機能を果たす特殊細胞のことである。ここで使用する場合の「組織」との用語は、個々の細胞あるいは複数の細胞又は細胞の凝集体、例えば膜又は臓器のことであると理解すべきである。「組織」との用語にはさらに、異常細胞又は複数の異常細胞のことも含まれる。代表的な組織には例えば、心筋の細胞及び心筋細胞(cardiomyocites)を含む心筋組織(心臓組織又は心筋層とも称される)、内皮及び上皮を含む膜組織、上皮、間質組織を含む結合組織並びに腫瘍が含まれる。
【0071】
「受容体」とは、特異的物質の選択的な結合により通常は特徴付けられる細胞内又は細胞表面上の分子構造のことである。代表的な受容体には例えば、ペプチドホルモン、神経伝達物質、抗原、補体断片及びイムノグロブリンのための細胞表面受容体並びにステロイドホルモンのための細胞質受容体が含まれる。本発明に関連する代表的な受容体は、血小板インテグリンである糖タンパク質GPIIbIIIaである。
【0072】
「内皮細胞」又は「内皮」とは、正常又は異常であってよく、縁部同士で、又は重なり合う形で接合して、膜を形成し得る扁平化した透明な内皮細胞の単一層を含む細胞の集合体及び/又は組織のことである。内皮細胞は、心臓の裏層膜の一部である漿膜、血管及びリンパ管の遊離表面上に、脳及び脊髄の表面上に、さらに眼の前眼房中に存在している。内皮は、胎芽の中胚葉に由来し、梗塞している心臓組織を含む心臓組織、心臓血管、動脈、静脈及び毛細血管などの末梢血管(位置が、心臓に対して末梢と記載される)、血餅及びアテローム斑の周辺領域を含む。
【0073】
「上皮細胞」又は「上皮」とは、正常又は異常であってよく、基底膜に支持されている間質セメント質物質により相互に結合されていてよい細胞からなる1つ又は複数の層を含む細胞及び/又は組織の凝集体のことである。内皮は、例えば細胞からなる単一層(単層上皮);細胞からなる1つより多い単一層(重層上皮);及び、実質的に層化の様相なしに相互に密着している細胞からなる約3又は4つの層を含む、様々な群に分類することができる。単層上皮の異なる形は通常、扁平、単層扁平、円柱、腺、球状及び/又は繊毛と称される。上皮は、胚の原外胚葉又は内胚葉に由来する。上皮は、梗塞している心臓組織を含む心臓組織、心臓血管、動脈、静脈及び毛細血管などの末梢血管、血餅及びアテローム斑の周辺領域を含む。
【0074】
「心筋性」とは通常、心筋細胞、心筋層、心内膜及び心外膜の細胞を含んだ心臓組織のことである。「心筋性」との用語には、梗塞している心臓組織、心臓血管、動脈、静脈及び毛細血管などの末梢血管(その部位を心臓に対して末梢と記載する)、血餅及びアテローム斑の周辺領域が含まれる。
【0075】
「心臓領域」とは通常、心臓及び周辺組織、構造及び冠動脈を含む血管のことである。
【0076】
「腫瘍細胞」又は「腫瘍」とは、無制御の細胞増殖により特徴付けられる疾患状態を伴う異常細胞及び/又は組織の凝集体のことである。疾患状態は、例えば、内皮、上皮及び心筋細胞を含む様々な細胞タイプに関わりうる。これらの疾患状態には、新生物、ガン、白血病及び再狭窄損傷が含まれる。
【0077】
「アルキル」とは、鎖中に1から約50個及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せの炭素原子を有する直鎖、分枝鎖又は環式であってよい脂肪族炭化水素基のことである。「低級アルキル」とは、1から約8個の炭素原子を有するアルキル基のことであり、1から約4個の炭素からなる低級アルキルが好ましい。「高級アルキル」とは、約10から約20個の炭素原子を有するアルキル基のことである。アルキル基は場合によって、同じか又は異なってよい1個又は複数のアルキル基置換基で置換されていてよく、この際、「アルキル基置換基」には、ハロ、アリール、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルオキシ、アルキルチオ、アリールチオ、アラルキルオキシ、アラルキルチオ、カルボキシ、アルコキシカルボニル、オキソ及びシクロアルキルが含まれる。アルキル基に沿って、場合によって、1個又は複数の酸素、イオウあるいは置換又は非置換の窒素原子が挿入されていてもよく、この際、窒素置換基は、低級アルキルである。「分枝鎖」とは、メチル、エチル又はプロピルなどの低級アルキル基が、直鎖アルキル鎖に結合しているアルキル基のことである。代表的なアルキル基には、メチル、エチル、i−プロピル、n−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、ヘプチル、オクチル、デシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル及びヘキサデシルが含まれる。好ましいアルキル基には、1から約4個の炭素原子からなる低級アルキル基及び約12から約16個の炭素原子からなる高級アルキル基が含まれる。好ましいアルキル基にはさらに、1個又は複数のハロ原子で置換されているアルキル基が含まれる。ハロ置換アルキル基のうちでは、フルオロアルキル基が好ましく、例えば、式:CF(CF(CH−のフルオロアルキル基が含まれる(式中、m及びnはそれぞれ独立に、0から約22の整数である)。代表的なフルオロアルキル基には、ペルフルオロメチル、ペルフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、ペルフルオロシクロブチル、ペルフルオロペンチル、ペルフルオロヘキシル、ペルフルオロヘプチル、ペルフルオロオクチル、ペルフルオロノニル、ペルフルオロデシル、ペルフルオロウンデシル及びペルフルオロドデシルが含まれる。代表的な環式炭化水素基(すなわち、シクロアルキル基)には例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチル基が含まれる。代表的な環式炭化水素基にはさらに、例えば、シクロペンテニル及びシクロヘキセニルなどのシクロアルケニル基、さらに、例えばコレステロールなどのステロイド基を含む、縮合したシクロアルキル及び/又はシクロアルケニル基を含有する炭化水素基が含まれる。
【0078】
「アルケニル」とは、少なくとも1個の炭素−炭素二重結合を含有するアルキル基のことである。代表的なアルケニル基には例えば、ビニル、アリル、ブテニル、ペンテニル、デセニル及びドデセニル基が含まれる。
【0079】
「アルコキシ」とは、アルキル−O−基のことであり、ここでアルキルは、前記と同様のものである。代表的なアルコキシ基には例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ及びヘプトキシが含まれる。
【0080】
「アルキレン」とは、1から約30個の炭素原子及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せを含む直鎖又は分枝鎖の二価脂肪族炭化水素基のことである。「低級アルキレン」とは、1から約4個の炭素原子を有するアルキレン基のことである。アルキレン基は、直鎖、分枝鎖又は環式であってよい。アルキレン基は場合によって、不飽和であってよいか、かつ/又は1個又は複数の「アルキル基置換基」で置換されていてよい。アルキレン基に、1個又は複数の酸素、イオウあるいは置換又は非置換の窒素原子が挿入されていてもよく、この際、窒素置換基は、前記のようなアルキルである。代表的なアルキレン基には、メチレン(−CH−)、エチレン(−CHCH−)、プロピレン(−(CH−)、シクロへキシレン(−C10−)、−CH=CH−CH=CH−、−CH=CH−CH−、−(CF(CH−(式中、nは、約1から約22の整数であり、mは、0から約22の整数である)、−(CH−N(R)−(CH−(式中、各m及びnは独立に、0から約30の整数であり、Rは、水素又はアルキルである)、メチレンジオキシ(−O−CH−O−)及びエチレンジオキシ(−O−(CH−O−)が含まれる。アルキレン基が約1から約3個の炭素原子を有するのが好ましい。
【0081】
「アシル」とは、直鎖又は分枝鎖のアルキル−C=O基のことである。「チオアシル」とは、直鎖又は分枝鎖のアルキル−C=S基のことである。好ましいアシル及びチオアシル基は、約5から約30個の炭素原子(ここで、炭素原子の数は、−C(=O)基の炭素原子を含む)及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せを有する。
【0082】
本発明は、一部では、脂質及び/又はベシクル組成物を対象とする。脂質、インビボで組織、細胞及び/又は受容体をターゲットとし、架橋基を介して脂質に結合しうるターゲッティングリガンド及びガス又はガス前駆体を含有する脂質組成物を含む実施形態を提供する。水性キャリヤ中に、脂質、タンパク質又はポリマーを含有するベシクル、インビボで組織、細胞及び/又は受容体をターゲットとしうるターゲッティングリガンド及びガス又はガス前駆体を含有するベシクル組成物を含む実施形態もここに提供する。これらの後者の実施形態では、ターゲッティングリガンドは、ベシクルがそれらから処方される脂質、タンパク質又はポリマーを含むベシクルに、架橋基を介して結合していてよい。脂質組成物、特に、ベシクル組成物の形の脂質組成物に関して、該当脂質のゲル−液晶相転移温度未満の温度で脂質組成物を調製するのが好ましい。この相転移温度は、脂質二分子層がゲル状態から液晶状態へと変換する温度のことである。例えば、Chapman et al.,J.Biol.Chem.1974 249,2512−2521参照。
【0083】
比較的高いゲル状態−液晶状態相転移温度を有する脂質から調製されたベシクルは、所定の温度で高い不透過性を有する傾向があると、通常は考えられている。飽和ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスホコリンの主鎖融解転移に関する、CRC Handbook of Lipid Bilayers(CRC Press、Boca Raton、FL 1990)のp.139参照。様々な脂質のゲル状態−液晶状態相転移温度は、当技術分野の専門家には容易に理解され、例えば、Gregoriadis,ed.,Liposome Technology,Vol.I,1−18(CRC Press,1984)に記載されている。次の表に、いくつかの代表的な脂質及びその相転移温度を挙げる。
【0084】
Figure 2005500245
【0085】
例えば、Derek Marsh,CRC Handbook of Lipid Bilayers,p.139(CRC Press,Boca Raton,FL 1990)参照。
【0086】
存在する脂質及び/又はベシクル組成物に、少なくとも少量、例えば使用される脂質の全量に対して約1から約10モルパーセントの負に荷電している脂質を導入することにより、ベシクルの安定性を高めることもできる。適切な負に荷電している脂質には例えば、ホスファチジルセリン、ホスファチジン酸及び脂肪酸が含まれる。何らかの作動理論に結びつけることは意図していないが、このような負に荷電されている脂質は、相互に融合することによりベシクルが破裂する傾向を妨害することにより、付加的な安定性をもたらすと、考えられる。したがって、負に荷電されている脂質は、ベシクルの外側表面上に均一に負に荷電している層が生じるように作用し、これは、近接している他のベシクル上の同様に荷電している外側層と反発する。こうして、ベシクルは、相互に接触しにくくなるが、この相互接触は、各ベシクルの膜又はスキンの破裂をもたらし、接触しているベシクルの単一のより大きなベシクルへの合併をもたらす。合併のこのプロセスの連続により当然に、ベシクルの著しい劣化が生じる。
【0087】
特に、ベシクル組成物と組み合わされて使用される脂質物質は、好ましくは柔軟である。このことは、本発明との関連では、例えば、ベシクルの直径よりも小さい直径を有する開口部を通過することができるように、ベシクルが、その形を変えることができることを意味している。
【0088】
幅広い脂質が、脂質組成物に導入するために適していると考えられる。特にベシクル組成物に関しては、例えば、ミセル及び/又はリポソーム、当技術分野の専門家にその調製のために適していると知られている材料又はこれらの組合せを使用することができる。使用される脂質は、天然、合成又は半合成由来であってよい。前記のように、適切な脂質には通常、例えば脂肪酸、中性脂肪、リン脂質、糖脂質、脂肪族アルコール及びワックス、テルペン、セスキテルペン及びステロイドが含まれる。
【0089】
本発明の脂質組成物を調製するために使用することができる代表的な脂質は例えば、脂肪酸、リゾリン脂質を含むリゾ脂質、血小板活性因子(PAF)(Avanti Polar Lipids、Alabaster、AL)に随伴するような、血餅をターゲットとする1−アルキル−2−アセトイル−sn−グリセロ 3−ホスホコリン及び1−アルキル−2−ヒドロキシ−sn−グリセロ 3−ホスホコリンを含むホスホコリン;ジオレオイルホスファチジルコリンを含む、飽和及び不飽和脂質を伴うホスファチジルコリン;ジミリストイルホスファチジルコリン;ジペンタデカノイルホスファチジルコリン;ジラウロイルホスファチジルコリン;ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC);ジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC);及びジアラキドニルホスファチジルコリン(DAPC);ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン(DPPE)及びジステアロイルホスファチジルエタノールアミン(DSPE)などのホスファチジルエタノールアミン;ホスファチジルセリン;ジステアロイルホスファチジルグリセロール(DSPG)及びジパルミトイル−グリセロールスクシネート(DPGS)を含むホスファチジルグリセロール;ホスファチジルイノシトール;スフィンゴミエリンなどのスフィンゴ脂質;スフィンゴシン;ガングリオシドGM1及びGM2などの糖脂質;グルコ脂質;硫脂質;スフィンゴ糖脂質;ジパルミトイルホスファチジン酸(DPPA)及びジステアロイルホスファチジン酸(DSPA)などのホスファチジン酸;パルミチン酸;ステアリン酸;アラキドン酸;オレイン酸;ポリマーを有する脂質であって、そのポリマーはキチン、ヒアルロン酸、ポリビニルピロリドン又はポリエチレングリコール(PEG)などであり、PEGを有する脂質は、ここで「ぺグ化脂質(pegylated lipids)」とも称し、ポリマーを有する好ましい脂質としてDPPE−PEG(DPPE−PEG)を含み、これは、結合しているPEGポリマーを有する脂質DPPEのことであり、例えば、平均分子量約5000を有するPEGポリマーを結合しているDPPEのことであるDPPE−PEG5000を含むDPPE−PEGを含めた脂質;脂質支持スルホン化モノ−、ジ−、オリゴ−又は多糖類;例えば、コレステロール、硫酸コレステロール、ヘミコハク酸コレステロール及びコレステロールアミンなどのステロイド;ヘミコハク酸トコフェロール;エーテル及びエステル架橋脂肪酸を伴う脂質;重合脂質(この幅広いバリエーションは、当技術分野でよく知られている);リン酸ジアセチル;リン酸ジセチル;ステアリルアミン;カルジオリピン;鎖長中に約6から約8個の炭素を有する短鎖脂肪酸を伴うリン脂質;例えば、約6個の炭素からなるアシル鎖及び約12個の炭素からなる別のアシル鎖などの不斉アシル鎖を伴う合成リン脂質;セラミド;ポリオキシアルキレン(例えば、ポリオキシエチレン)脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン(例えば、ポリオキシエチレン)脂肪族アルコール、ポリオキシアルキレン(例えば、ポリオキシエチレン)脂肪族アルコールエーテル、ポリオキシアルキレン(例えば、ポリオキシエチレン)ソルビタン脂肪酸エステル(例えば、ICI Americas,Inc.、Wilmington、DEから市販されているTWEEN(登録商標)20、TWEEN(登録商標)40及びTWEEN(登録商標)80を含む、TWEEN(登録商標)と称されるような化合物の群)、グリセロールポリエチレングリコールオキシステアレート、グリセロールポリエチレングリコールリシノレエート、アルキルオキシ化(例えばエトキシ化)大豆ステロール、アルキルオキシ化(例えばエトキシ化)ヒマシ油、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンポリマー及びポリオキシアルキレン(例えばポリオキシエチレン)脂肪酸ステアレートなどのニオソームを含む、非イオンリポソーム;硫酸コレステロール、酪酸コレステロール、イソ酪酸コレステロール、パルミチン酸コレステロール、ステアリン酸コレステロール、酢酸ラノステロール、パルミチン酸エルゴステロール及びn−酪酸フィトステロールを含む、ステロール脂肪酸エステル;コレステロールグルクロニド、ラノステロールグルクロニド、7−デヒドロ−コレステロールグルクロニド、エルゴステロールグルクロニド、グルコン酸コレステロール、グルコン酸ラノステロール及びグルコン酸エルゴステロールを含む、糖酸のステロールエステル;ラウリルグルクロニド、ステアロイルグルクロニド、ミリストイルグルクロニド、グルコン酸ラウリル、グルコン酸ミリストイル及びグルコン酸ステアロイルを含む、糖酸及びアルコールのエステル;ラウリン酸スクロース、ラウリン酸フルクトース、パルミチン酸スクロース、ステアリン酸スクロース、グルクロン酸、グルコン酸及びポリウロン酸を含む、糖及び脂肪酸のエステル;サルササポゲニン、スミラゲニン(smilagenin)、ヘデラゲニン(hederagenin)、オレアノール酸及びジギトキシゲニンを含む、サポニン;ジラウリン酸グリセロール、トリラウリン酸グリセロール、ジパルミチン酸グリセロール、グリセロール及び、トリパルミチン酸グリセロール、ジステアリン酸グリセロール、トリステアリン酸グリセロール、ジミリスチン酸グリセロール、トリミリスチン酸グリセロールを含む、グリセロールエステル;n−デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール及びn−オクタデシルアルコールを含む、長鎖アルコール;6−(5−コレステン−3β−イルオキシ)−1−チオ−β−D−ガラクトピラノシド;ジガラクトシルジグリセリド;6−(5−コレステン−3β−イルオキシ)−ヘキシル−6−アミノ−6−デオキシ−1−チオ−β−D−ガラクトピラノシド;6−(5−コレステン−3β−イルオキシ)ヘキシル−6−アミノ−6−デオキシ−1−チオ−α−D−マンノピラノシド;12−(((7’−ジエチルアミノ−クマリン−3−イル)−カルボニル)メチルアミノ)−オクタデカン酸;N−[12−(((7’−ジエチルアミノ−クマリン−3−イル)−カルボニル)メチルアミノ)−オクタデカノイル]−2−アミノパルミチン酸;(4’−トリメチル−アンモニオ)ブタン酸コレステリル;N−スクシニルジオレオイルホスファチジルエタノールアミン;1,2−ジオレオイル−sn−グリセロール;1,2−ジパルミトイル−sn−3−スクシニルグリセロール;1,3−ジパルミトイル−2−スクシニルグリセロール;1−ヘキサデシル−2−パルミトイルグリセロホスホエタノールアミン及びパルミトイルホモシステイン及び/又はこれらの組合せが含まれる。好ましい実施形態では、安定化物質は、1種又は複数のDPPC、DPPE、DPPA、DSPC、DSPE、DSPG及びDAPCを含む、リン脂質を含む。
【0090】
適切なフッ素化脂質の例には、これらに限らないが、次式の化合物が含まれる:
2n+1(CHC(O)OOP(OO)O(CH(CH2n+1(CHC(O)O
[上式中、mは、0から約18であり、nは、1から約12であり;wは、1から約8である]。これらの例及び合成するための方法、さらに、本発明で使用することができる他のフッ素化脂質は、Ungerの米国特許第5997898号、Reissらの米国特許第5344930号、Frezard,F.らのBiochem Biophys Acta,1192:61−70(1994)及びFrezard,F.らのArt.Cells Blood Subs and Immob Biotech.,22:1403−1408(1994)に記載されており、これらそれぞれの記載をここでは全て、参照して援用する。ジフルオロアシルグリセリルホスファチジル−コリン、ノナフッ素化ジアシルグリセリルホスファチジルコリンの特異的例は、下記の化合物Aにより示される。当技術分野の専門家には、他の通常のリン脂質の同様のフッ素化誘導体(ジアシルホスファチジルセリン、ジアシルホスファチジルエタノールアミン、ジアシルホスファチジルグリセロール、ジアシルホスファチジルグリセロールなど)、さらに、脂肪族アシルエステル及び遊離脂肪酸のフッ素化誘導体も、本発明の範囲に従い機能しうることは、理解されるであろう。加えて、脂質をベースとするフッ素化(過フッ素化を含む)界面活性剤を、本発明での安定化物質として使用することもできる。
【0091】
重合脂質の例には、約50個までの炭素原子を含有するアルケニル又はアルキニルなどの不飽和親油性鎖が含まれる。その他の例は、重合可能な基を担持する、ホスホグリセリド及びスフィンゴ脂質などのリン脂質;及び、ヒマシ油及び麦角油(ergot oil)を含む、例えばd−12−ヒドロキシオレイン酸のトリグリセリドなどの、ヒドロキシル基を伴う飽和及び不飽和脂肪酸誘導体である。分散性が高まって、生分解により生じる主鎖基が水溶性となるように、カルボキシル又はヒドロキシル基などの親水性置換基を含むように、重合をデザインすることができる。適切な重合可能な脂質は例えば、Klavenessらの米国特許第5536490号に記載されており、この記載をここでは全て、参照して援用する。
【0092】
本発明の組成物中で使用することができる代表的な重合可能な及び/又はフッ素化脂質化合物を、次に示す。
【化4】
Figure 2005500245
Figure 2005500245
Figure 2005500245
上式の式A中、xは、約8から約18の整数であり、nは、2xである。最も好ましくは、xは、12であり、nは、24である。上式の式B、C及びK中、m、n、m’及びn’は独立に、約8から約18、好ましくは約10から約14の整数である。
【0093】
本発明の組成物中で使用することができる他の脂質には例えば次式:
【化5】
Figure 2005500245
[上式中、Rは、コリンである]、
【化6】
Figure 2005500245
Figure 2005500245
次式のような重水素化脂質
【化7】
Figure 2005500245
が含まれる。
【0094】
所望の場合には、例えば、塩化N−[1−(2,3−ジオレオイルオキシ)プロピル]−N,N,N−トリメチルアンモニウム(DOTMA)、1,2−ジオレオイルオキシ−3−(トリメチルアンモニオ)プロパン(DOTAP);及び1,2−ジオレオイル−3−(4’−トリメチルアンモニオ)−ブタノイル−sn−グリセロール(DOTB)などのカチオン脂質を使用することができる。脂質組成物中でカチオン脂質を使用する場合には、カチオン脂質と非カチオン脂質とのモル比は例えば、約1:1000から約1:100であってよい。好ましくは、カチオン脂質と非カチオン脂質とのモル比は、約1:2から約1:10であってよく、約1:1から約1:2.5の比が、好ましい。さらに好ましくは、カチオン脂質と非カチオン脂質とのモル比は、約1:1であってよい。
【0095】
カチオン脂質と非カチオン脂質との両方を含有する脂質組成物の場合には、幅広い脂質を、非カチオン脂質として使用することができる。好ましくは、非カチオン脂質は、1種又は複数のDPPC、DPPE及びジオレオイルホスファチジルエタノールアミンを含む。前記で挙げたカチオン脂質の代わりに、ポリリジン又はポリアルギニンなどの脂質支持カチオンポリマー、さらにホスホン酸アルキル、ホスフィン酸アルキル、亜リン酸アルキルを、脂質組成物中で使用することができる。
【0096】
本発明の一定の好ましい実施形態では、脂質組成物は、次式を有する1種又は複数のカチオン脂質を含有してよい
【化8】
Figure 2005500245
[上式中、
x、y及びzはそれぞれ独立に、0から約100の整数であり;
はそれぞれ独立に、−O−、−S−、−NR−、−C(=X)−、−C(=X)−N(R)−、−N(R)−C(=X)−、−C(=X)−O−、−O−C(=X)−又は−X−(R)P(=X)−X−であり;
はそれぞれ独立に、O又はSであり;
はそれぞれ独立に、リン酸基、N(R−、S(R−、P(R−又は−COであり、ここで、aは、1から3の整数であり;
はそれぞれ独立に、−N(R−、−S(R−又は−P(R−であり、ここで、bは、0から2の整数であり;
はそれぞれ独立に、リン酸基、N(R−、S(R−、P(R−又は−COであり、ここで、aは、1から3の整数であり;
、R、R及びRはそれぞれ独立に、1から約20個の炭素からなるアルキレンであり;
はそれぞれ独立に、水素又は1から約10個の炭素からなるアルキルであり;かつ
はそれぞれ独立に、−[R−X−R又は−R−[X−R10−Qであり、ここで:
c及びdはそれぞれ独立に、0から約100の整数であり;
Qはそれぞれ独立に、リン酸基、−N(R11、−S(R11、−P(R11又は−COであり、ここで、qは、1から3の整数であり;
及びXはそれぞれ独立に、−O−、−S−、−NR−、−C(=X)−、−C(=X)−N(R)−、−N(R)−C(=X)−、−C(=X)−O−、−O−C(=X)−又は−X−(R)P(=X)−X−であり;
はそれぞれ独立に、1から約20個の炭素からなるアルキレンであり;
はそれぞれ独立に、水素又は炭素1から約60個からなるアルキルであり;
及びR10はそれぞれ独立に、1から約20個の炭素からなるアルキレンであり;かつ
11はそれぞれ独立に、−[R−X−R又は−R−[X−R10−Wであり、ここで:
Wはそれぞれ独立に、リン酸基、−N(R12、−S(R12、−P(R12又は−COであり、ここで、wは、1から3の整数であり;
12は、−[R−X−Rであるが、ただし、式(I)の化合物は、少なくとも1個、好ましくは少なくとも2個の四級塩を含む]。
【0097】
本発明の組成物中に導入することができる他のカチオン脂質化合物は、次式の化合物である
【化9】
Figure 2005500245
[上式中、
はそれぞれ独立に、リン酸基、N(R−、S(R−、P(R−又は−COであり、ここで、aは、1から3の整数であり;
は、0から約30個の−O−、−S−、−NR−又は−X−(R)P(=X)−X−へテロ原子又はへテロ原子基を含有する1から約60個の炭素からなるアルキレンであり;
は、式:−R−[(X−R−Y−Rの基であり、ここで:
x及びyはそれぞれ独立に、0から約100の整数であり;
はそれぞれ独立に、直接結合、−O−、−S−、−NR−、−C(=X)−、−C(=X)−N(R)−、−N(R)−C(=X)−、−C(=X)−O−、−O−C(=X)−又は−X−(R)P(=X)−X−であり;
はそれぞれ独立に、O又はSであり;
はそれぞれ独立に、−S(R−、−N(R−又はP(R−であり、ここで、bは、0から2の整数であり;
はそれぞれ独立に、水素又は1から約10個の炭素からなるアルキルであり;
及びRはそれぞれ独立に、直接結合又は0から約15個の−O−、−S−、−NR−又は−X−(R)P(=X)−X−へテロ原子又はへテロ原子基を含有する1から約30個の炭素からなるアルキレンであり;かつ
はそれぞれ独立に、水素又は0から約30個の−O−、−S−、−NR−又は−X−(R)P(=X)−X−へテロ原子又はへテロ原子基を含有する1から約60個の炭素からなるアルキルであり;但し、式(II)の化合物は、少なくとも1個、好ましくは少なくとも2個の4級塩を含有する]。
【0098】
さらに他の実施形態では、本発明の脂質組成物は、次式のカチオン脂質化合物を含有してもよい
【化10】
Figure 2005500245
[上式中、
x、y及びzはそれぞれ独立に、0から約100の整数であり;
はそれぞれ独立に、−O−、−S−、−NR−、−C(=X)−、−C(=X)−N(R)−、−N(R)−C(=X)−、−C(=X)−O−、−O−C(=X)−又は−X−(R)P(=X)−X−であり;
はそれぞれ独立に、O又はSであり;
各Yはそれぞれ独立に、−O−、−N(R−、−S(R−又はP(R−であり、ここで、aは、0から2の整数であり;
はそれぞれ独立に、−N(R−、−S(R−又はP(R−であり、ここで、aは、0から2の整数であり;
はそれぞれ独立に、リン酸基、N(R−、S(R−、P(R−又は−COであり、ここで、bは、1から3の整数であり;
、R、R及びRはそれぞれ独立に、1から約20個の炭素からなるアルキレンであり;
はそれぞれ独立に、水素又は1から約10個の炭素からなるアルキルであり;かつ
はそれぞれ独立に、−[R−X−R又は−R−[X−R10−Qであり、ここで:
c及びdはそれぞれ独立に、0から約100の整数であり;
Qはそれぞれ独立に、リン酸基、−N(R11、−S(R11、−P(R11又は−CO11であり、ここで、qは、1から3の整数であり;
及びXはそれぞれ独立に、−O−、−S−、−NR−、−C(=X)−、−C(=X)−N(R)−、−N(R)−C(=X)−、−C(=X)−O−、−O−C(=X)−又は−X−(R)P(=X)−X−であり;
はそれぞれ独立に、1から約20個の炭素からなるアルキレンであり;
はそれぞれ独立に、水素又は1から約60個の炭素からなるアルキルであり;
及びR10はそれぞれ独立に、1から約20個の炭素からなるアルキレンであり;かつ
11はそれぞれ独立に、−[R−X−R又は−R−[X−R10−Wであり、ここで:
Wはそれぞれ独立に、リン酸基、−N(R12、−S(R12、−P(R12又は−CO12であり、ここで、wは、1から3の整数であり;かつ
12は、−[R−X−Rであり;ただし、式(III)の化合物は、少なくとも1個、好ましくは少なくとも2個の四級塩を含む。前記で一般的に記載したカチオン脂質化合物は、米国特許第5830430号に記載されており、その記載をここでは全て、参照して援用する。
【0099】
一定の好ましい実施形態では、脂質組成物は、リン脂質、特に1種又は複数のDPPC、DPPE、DPPA、DSPC、DSPE、DSPG及びDAPC(炭素20個)を含有する。
【0100】
加えて、本脂質組成物で使用することができる飽和及び不飽和脂肪酸は、直鎖又は分枝鎖の形で約12個の炭素から約22個の炭素を好ましくは含有する分子を含む。イソプレノイド単位及び/又はプレニル基からなる炭化水素基を使用することもできる。適切な飽和脂肪酸の例には例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及びステアリン酸が含まれる。使用することができる適切な不飽和脂肪酸には例えば、ラウロレイン酸(lauroleic)、フィセト酸(physeteric)、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸及びオレイン酸が含まれる。使用することができる分枝鎖脂肪酸の例には例えば、イソラウリン酸、イソミリスチン酸、イソパルミチン酸及びイソステアリン酸が含まれる。本発明の組成物中で使用することができる他の脂質には、Ungerらの米国特許第6090800号及びUngerの米国特許第6028066号に記載されているようなものが含まれ、これらの記載をここでは全て、参照して援用する。
【0101】
脂質組成物及び/又は脂質から処方されるベシクル組成物に加えて、本発明の実施形態は、タンパク質又はその誘導体から処方されるベシクルにも関する。本発明のターゲット化ベシクルを調製するために使用することができるタンパク質から処方されるベシクルは例えば、Feinsteinの米国特許第4572203号、同4718433号及び同4774958号及びCernyらの米国特許第4957656号に記載されている。前記の特許に記載されているものに加えて、他のタンパク質ベースのベシクルも、本記載が得られれば、当技術分野の専門家には明らかである。
【0102】
脂質組成物及び/又は脂質及び/又はタンパク質から処方されたベシクル組成物に加えて、本発明の実施形態は、天然、半合成(変性された天然)又は合成由来であってよいポリマーから処方されたベシクルにも関する。ここで使用する場合、ポリマーとの用語は、2個又はそれ以上の繰り返しモノマー単位、好ましくは10個又はそれ以上の繰り返しモノマー単位からなる化合物を示している。ここで使用する場合、半合成ポリマー(又は変性天然ポリマー)との句は、何らかの方法で化学的に変性されている天然ポリマーを示している。本発明で使用するために適した代表的な天然ポリマーには、天然由来の多糖類が含まれる。このような多糖類には例えば、アラビナン、フルクタン、フカン(fucan)、ガラクタン、ガラクツロナン、グルカン、マンナン、キシラン(例えば、イヌリンなど)、レバン、フコイダン(fucoidan)、カラギナン、ガラトカロロース(galatocarolose)、ペクチン酸、アミロースを含むペクチン、プルラン、グリコーゲン、アミロペクチン、セルロース、デキストラン、デキストリン、デキストロース、ポリデキストロース、プスツラン(pustulan)、キチン、アガロース、ケラタン、コンドロイタン(chondroitan)、デルマタン、ヒアルロン酸、アルギン酸、キサンタンガム、デンプン及び、1種又は複数の次のアルドース、ケトース、酸又はアミンを含むようなものなどの様々な他の天然ホモポリマー又はへテロポリマー:エリトロース、トレオース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、エリトルロース、リブロース、キシルロース、プシコース、フルクトース、ソルボース、タガトース、マンニトール、ソルビトール、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトース、セロビオース、グリシン、セリン、トレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リシン、アルギニン、ヒスチジン、グルクロン酸、グルコン酸、グルカル酸、ガラクツロン酸、マンヌロン酸、グルコサミン、ガラクトサミン及びノイラミン酸及びこれらの天然由来の誘導体。したがって、適切なポリマーには例えば、アルブミンなどのタンパク質が含まれる。代表的な半合成ポリマーには、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース及びメトキシセルロースが含まれる。本発明で使用するために適している代表的な合成ポリマーには、ポリエチレン(例えば、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン及びポリエチレンテレフタレートなど)、ポリプロピレン(例えば、ポリプロピレングリコールなど)、ポリウレタン(例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、塩化ポリビニル及びポリビニルピロリドンなど)、ナイロンを含むポリアミド、ポリスチレン、ポリ乳酸、フッ素化炭化水素、フッ素化炭素(例えば、ポリテトラフルオロエチレンなど)及びポリメチルメタクリレート及びこれらの誘導体が含まれる。アクリル酸、メタクリル酸、エチレンイミン、クロトン酸、アクリルアミド、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEMA)、乳酸、グリコール酸、ε−カプロラクトン、アクロレイン、シアノアクリレート、ビスフェノールA、エピクロロヒドリン、ヒドロキシアルキルアクリレート、シロキサン、ジメチルシロキサン、酸化エチレン、エチレングリコール、ヒドロキシアルキルメタクリレート、N−置換アクリルアミド、N−置換メタクリルアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、2,4−ペンタジエン−1−オール、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、p−アミノ−スチレン、p−アミノ−ベンジル−スチレン、スチレンスルホン酸ナトリウム、2−スルホキシエチルメタクリル酸ナトリウム、ビニルピリジン、メタクリル酸アミノエチル、塩化2−メタクリロイルオキシ−トリメチルアンモニウム及びポリビニリデンなどのモノマー、さらにN,N’−メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート、2,2’−(p−フェニレンジオキシ)−ジエチルジメタクリレート、ジビニルベンゼン、トリアリルアミン及びメチレンビス−(4−フェニル−イソシアネート)などの多官能性架橋モノマー及びこれらの組合せから調製された生体適合性合成ポリマー又はコポリマーが好ましい。好ましいポリマーには、ポリアクリル酸、ポリエチレンイミン、ポリメタクリル酸、ポリメチルメタクリレート、ポリシロキサン、ポリジメチルシロキサン、ポリ乳酸、ポリ(ε−カプロラクトン)、エポキシ樹脂、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ(エチレングリコール)及びポリアミド(ナイロン)ポリマーが含まれる。好ましいコポリマーには、次が含まれる:ポリビニリデン−ポリアクリロニトリル、ポリビニリデン−ポリアクリロニトリル−ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン−ポリアクリロニトリル及びポリd−1、ラクチドコグリコリド(lactide co−glycolide)ポリマー。好ましいコポリマーは、ポリビニリデン−ポリアクリロニトリルである。本記載を得れば、他の適切な生体適合性モノマー及びポリマーは、当技術分野の専門家には容易に分かるであろう。
【0103】
前記のように、本脂質組成物は好ましくは、不活性ガスのようなガスを含有する。ガスは、特に、ベシクルの内部にガスが捕捉されているベシクル組成物と組み合わせると、高い反射率を有する脂質組成物をもたらす。これにより、造影剤としてのその有効性が高まる。
【0104】
好ましいガスは、不活性で、生体適合性であるガス、即ち、生体機能を害さないガスである。好ましいガスには、空気、ヘリウム、ルビジウム、過分極キセノン、過分極アルゴン、過分極ヘリウム、ネオン、アルゴン及びキセノンなどの希ガス、二酸化炭素、窒素、フッ素、酸素、六フッ化イオウ及び四フッ化イオウなどのイオウ系ガス、部分的にフッ素化されたガス又は完全にフッ素化されたガスを含む、フッ素化ガスからなる群から選択されるものが含まれる。代表的なフッ素化ガスには、ペルフルオロ炭化水素などのフルオロ炭化水素及びこれらの混合物が含まれる。17などの常磁性ガスを、脂質組成物中で使用することもできる。
【0105】
好ましい実施形態では、ガスは、フッ素化ガスを含む。このようなフッ素化ガスには、1種又はそれ以上のフッ素原子を含有する物質が含まれる。1個より多いフッ素原子を含有するガスが好ましく、ペルフルオロ炭化水素(即ち、十分にフッ素化されたフッ素化炭化水素)がより好ましい。好ましくは、ペルフルオロ炭化水素ガスは、ペルフルオロメタン、ペルフルオロエタン、ペルフルオロプロパン、ペルフルオロブタン、ペルフルオロペンタン、ペルフルオロシクロブタン及びこれらの混合物からなる群から選択される。さらに好ましくは、ペルフルオロ炭化水素は、ペルフルオロプロパン又はペルフルオロブタンであり、ペルフルオロブタンが特に好ましい。他の好ましいガスは、六フッ化イオウである。他の好ましいガスは、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン及びその異性体、1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパンを含む、ヘプタフルオロプロパンである。ペルフルオロ炭化水素ガスと、空気などの別のタイプのガスからなる混合物などの様々なタイプのガスからなる混合物を、本発明の組成物中で使用することができると、考えられる。本発明の記載に基づき、当技術分野の専門家には、前記のようなガスを含む他のガスは、容易に分かるであろう。
【0106】
一定の好ましい実施形態では、ガス、例えば、空気又はペルフルオロ炭化水素ガスは、ペルフルオロペンタン、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロヘプタン、ペルフルオロオクタン、ペルフルオロノナン、臭化ペルフルオロオクチル(PFOB)、ペルフルオロデカリン、ペルフルオロドデカリン、ヨウ化ペルフルオロオクチル、ペルフルオロトリプロピルアミン及びペルフルオロトリブチルアミンなどの液体過フッ化炭化水素との組合わせである。
【0107】
脂質組成物に、ガス物質への前駆体を導入することも、望ましい。このような前駆体には、インビボでガスに変わりうる物質が含まれる。好ましくは、ガス前駆体は、生体適合性で、インビボで製造されるガスも、生体適合性である。
【0108】
ここに記載されている組成物中で使用するために適しているガス前駆体には、pHに対して感受性のある物質が含まれる。これらの物質には例えば、中性又は酸性であるpHにさらされると、ガスを発生しうる物質が含まれる。このようなpH感受性物質の例には、無機酸、有機酸及びこれらの混合物からなる群から選択される酸の塩が含まれる。炭酸(HCO)は、適切な無機酸の例であり、アミノマロン酸は、適切な有機酸の例である。本記載をもとにすれば、当技術分野の専門家には、無機酸及び有機酸を含む他の酸は、直ちに分かるであろう。
【0109】
塩から誘導されるガス前駆体は好ましくは、アルカリ金属塩、アンモニウム塩及びこれらの混合物からなる群から選択される。さらに好ましくは、塩は、炭酸塩、重炭酸塩、セスキ炭酸塩(sesquecarbonate)、アミノマロン酸塩及びこれらの混合物からなる群から選択される。
【0110】
塩から誘導される適切なガス前駆体物質の例には例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸リチウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、重炭酸マグネシウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、セスキ炭酸アンモニウム、セスキ炭酸ナトリウム、アミノマロン酸ナトリウム、アミノマロン酸アンモニウムが含まれる。アミノマロン酸塩は当技術分野でよく知られており、その調製は例えば、Thanassi,Biochemistry,Vol.9,no.3,pp.525−532(1970);Fitzpatrick et al.,Inorganic Chemistry,Vol.13,no.3pp.568−574(1974);及びStelmashok et al.,Koordinatsionnaya Khimiya,Vol.3,no.4,pp.524−527(1977)に記載されている。これらの文献の記載をここでは、参照して援用する。
【0111】
pH変化に対して感受性があるだけでなく、又はその代わりに、ガス前駆体物質は、温度変化に対して感受性のある化合物を含んでよい。温度変化に対して感受性のある適切なガス前駆体の例は、ペルフルオロ炭化水素である。専門家には分かるように、特定のペルフルオロ炭化水素は、脂質組成物が製造された当初には、液体状態で存在してよく、したがって、ガス前駆体として使用することができる。もしくは、ペルフルオロ炭化水素は、脂質組成物が製造される際には気体状態で存在してよく、したがって、ガスとしてそのまま使用される。ペルフルオロ炭化水素が液体又はガスのどちらとして使用されるかは通常、その液−ガス相転移温度又は沸点に応ずる。例えば、好ましいペルフルオロ炭化水素、ペルフルオロペンタンは、29.5℃の液−ガス相転移温度(沸点)を有する。このことは、ペルフルオロペンタンは通常、室温(約25℃)では液体であるが、ペルフルオロペンタンの転移温度を上回る、平温が約37℃であるヒトの体内ではガスに変わることを意味している。したがって、正常な環境下では、ペルフルオロペンタンはガス前駆体である。もう1つの例として、ペルフルオロペンタンの同族体、即ち、ペルフルオロブタン及びペルフルオロヘキサンが存在する。ペルフルオロブタンの液−ガス転移は、4℃であり、ペルフルオロヘキサンでは、57℃である。したがって、ペルフルオロブタンは、ガス前駆体として使用することができるが、ガスに近く、一方で、ペルフルオロヘキサンは、その比較的高い沸点により、ガス前駆体として使用することができる。当技術分野の専門家には知られているように、物質の有効沸点は、物質がさらされている圧力に関連する。この関係は、理想気体の法則:PV=nRTにより示され、ここで、Pは、圧力であり、Vは、容量であり、nは、物質のモルであり、Rは、気体定数であり、かつTは、温度である。理想気体の法則は、圧力が高まるにつれて、有効沸点も高まることを示している。逆に、圧力が低下するにつれて、有効沸点が低下する。
【0112】
幅広い物質を、本発明の組成物中でガス前駆体として使用することができる。物質は、適切な温度になると、気相へと相転移しうることだけが必要である。適切なガス前駆体には例えば、ヘキサフルオロアセトン、イソプロピルアセチレン、アレン、テトラフルオロアレン、三フッ化ホウ素、1,2−ブタジエン、2,3−ブタジエン、1,3−ブタジエン、1,2,3−トリクロロ−2−フルオロ−1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、ヘキサフルオロ−1,3−ブタジエン、ブタジイン、1−フルオロブタン、2−メチルブタン、ペルフルオロブタン、1−ブテン、2−ブテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、ペルフルオロ−1−ブテン、ペルフルオロ−2−ブテン、4−フェニル−3−ブテン−2−オン、2−メチル−1−ブテン−3−イン、硝酸ブチル、1−ブチン、2−ブチン、2−クロロ−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブチン、3−メチル−1−ブチン、ペルフルオロ−2−ブチン、2−ブロモ−ブチルアルデヒド、硫化カルボニル、クロトノニトリル、シクロブタン、メチルシクロブタン、オクタフルオロシクロブタン、ペルフルオロシクロブテン、3−クロロシクロペンテン、ペルフルオロシクロ−ペンタン、オクタフルオロシクロペンテン、シクロプロパン、ペルフルオロシクロプロパン、1,2−ジメチル−シクロプロパン、1,1−ジメチル−シクロプロパン、1,2−ジメチルシクロプロパン、エチルシクロプロパン、メチルシクロプロパン、ジアセチレン、3−エチル−3−メチルジアジリジン、1,1,1−トリフルオロジアゾエタン、ジメチルアミン、ヘキサフルオロジメチルアミン、ジメチルエチルアミン、ビス(ジメチルホスフィン)−アミン、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロヘプタン、ペルフルオロオクタン、2,3−ジメチル−2−ノルボルナン、ペルフルオロジメチルアミン、塩化ジメチルオキソニウム、1,3−ジオキソラン−2−オン、4−メチル−1,1,1,2−テトラフルオロエタン、1,1,1−トリフルオロエタン、1,1,2,2−テトラフルオロエタン、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン、1,1−ジクロロエタン、1,1−ジクロロ−1,2,2,2−テトラフルオロエタン、1,2−ジフルオロエタン、1−クロロ−1,1,2,2,2−ペンタフルオロエタン、2−クロロ−1,1−ジフルオロエタン、1,1−ジクロロ−2−フルオロエタン、1−クロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタン、2−クロロ−1,1−ジフルオロエタン、クロロエタン、クロロペンタフルオロエタン、ジクロロトリフルオロエタン、フルオロエタン、ペルフルオロエタン、ニトロペンタフルオロエタン、ニトロソペンタフルオロエタン、ペルフルオロエチルアミン、エチルビニルエーテル、1,1−ジクロロエタン、1,1−ジクロロ−1,2−ジフルオロエタン、1,2−ジフルオロエタン、メタン、塩化トリフルオロメタンスルホニル、フッ化トリフルオロメタンスルホニル、ブロモジフルオロニトロソメタン、ブロモフルオロメタン、ブロモクロロフルオロメタン、ブロモトリフルオロメタン、クロロジフルオロニトロメタン、クロロジニトロメタン、クロロフルオロメタン、クロロトリフルオロメタン、クロロジフルオロメタン、ジブロモジフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、ジフルオロメタン、ジフルオロヨードメタン、ジシラノメタン、フルオロメタン、ヨードメタン、ヨードトリフルオロメタン、ニトロトリフルオロメタン、ニトロソトリフルオロメタン、テトラフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、トリフルオロメタン、2−メチルブタン、メチルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、乳酸メチル、亜硝酸メチル、硫化メチル、メチルビニルエーテル、ネオペンタン、亜酸化窒素、1,2,3−ノナデカントリカルボン酸2−ヒドロキシトリメチルエステル、1−ノネン−3−イン、1,4−ペンタジエン、n−ペンタン、ペルフルオロペンタン、4−アミノ−4−メチルペンタン−2−オン、1−ペンテン、2−ペンテン(シス及びトランス)、3−ブロモペンテ−1−エン、ペルフルオロペンテ−1−エン、テトラクロロフタル酸、2,3,6−トリメチル−ピペリジン、プロパン、1,1,1,2,2,3−ヘキサフルオロプロパン、1,2−エポキシプロパン、2,2−ジフルオロプロパン、2−アミノプロパン、2−クロロプロパン、ヘプタフルオロ−1−ニトロプロパン、ヘプタフルオロ−1−ニトロソプロパン、ペルフルオロプロパン、プロペン、ヘキサフルオロプロパン、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロ−2,3−ジクロロプロパン、1−クロロプロパン、クロロプロパン−(トランス)、2−クロロプロパン、3−フルオロプロパン、プロピン、3,3,3−トリフルオロプロピン、3−フルオロスチレン、十フッ化イオウ(二)(S10)、2,4−ジアミノトルエン、トリフルオロアセトニトリル、トリフルオロメチルペルオキシド、硫化トリフルオロメチル、六フッ化タングステン、ビニルアセチレン及びビニルエーテル。
【0113】
ペルフルオロ炭化水素は、本発明の方法で使用される組成物に関連して使用するための、好ましいガス及び好ましいガス前駆体の両方である。このようなペルフルオロ炭化水素には、飽和ペルフルオロ炭化水素、不飽和ペルフルオロ炭化水素及び環式過フッ化炭化水素が含まれる。通常は好ましい飽和ペルフルオロ炭化水素は、式:C2n+2を有し、ここでnは、1から約12、好ましくは約2から約10、さらに好ましくは約3から約8であり、特に好ましくは、約3から約6である。適切なペルフルオロ炭化水素には例えば、ペルフルオロメタン、ペルフルオロエタン、ペルフルオロプロパン、ペルフルオロブタン、ペルフルオロシクロブタン、ペルフルオロペンタン、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロヘプタン、ペルフルオロオクタン及びペルフルオロノナンが含まれる。好ましくは、ペルフルオロ炭化水素は、ペルフルオロプロパン、ペルフルオロブタン、ペルフルオロシクロブタン、ペルフルオロペンタン、ペルフルオロヘキサン及びペルフルオロオクタンからなる群から選択され、ペルフルオロブタンが、特に好ましい。式:C2nを有し、ここでnは、3から8、好ましくは、3から6である環式ペルフルオロ炭化水素が好ましく、例えば、ヘキサフルオロシクロプロパン、オクタフルオロシクロブタン及びデカフルオロシクロペンタンが含まれる。
【0114】
ペルフルオロ炭化水素に加えて、完全にはフッ素化されていない安定なフルオロ炭化水素を使用することも望ましい。このようなフルオロ炭化水素には、ヘプタフルオロプロパン、例えば、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン及びその異性体、1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパンが含まれる。
【0115】
ガス前駆体物質は、ジアゾニウムイオン及びアミノマロン酸塩などの光活性化物質であってもよい。下記で詳細に検討するように、一定の脂質及び/又はベシクル組成物、特にベシクル組成物は、ターゲット組織で、又は脂質組成物への音波の作用により、ガスが生じるように処方することができる。ガス前駆体の例は例えば、米国特許第5088499号及び第5149319号に記載されており、これらの記載をここでは全て、参照して援用する。前記のものの他に、他のガス前駆体は、本記載をベースにすれば、当技術分野の専門家には明らかであろう。
【0116】
ガス物質及び/又はガス前駆体を好ましくは、組成物の物理的性質に関わらず、脂質及び/又はベシクル組成物中に導入する。したがって、ガス物質及び/又はその前駆体を例えば、脂質がランダムに凝集している脂質組成物に、さらに、ミセル及びリポソームなどの脂質から処方されているベシクル組成物を含むベシクル組成物中に導入することができる。ガス物質及び/又はその前駆体の脂質及び/又はベシクル組成物への導入は、数多くの方法のうちのいずれかを使用することにより達成することができる。例えば、脂質をベースとするベシクルでは、ガス充填ベシクルの処方は、ガス又はガス前駆体及び1種又は複数の脂質を含有する水性混合物を振盪又は攪拌することにより達成することができる。これにより、ガス又はガス前駆体が封入されている安定なベシクルの形成が促進される。
【0117】
加えて、ガスを、脂質及び/又はベシクル形成化合物の水性混合物中で気泡にすることもできる。もしくは、ガス点滴注入法を、例えば、米国特許第5352435号及び同第5228446号に記載されているように使用することができ、これらの記載をここで、全て参照して援用する。カチオン脂質組成物にガス又はガス前駆体を導入するための適切な方法は、米国特許第4865836号に開示されており、この記載をここで、全て参照して援用する。本記載を元にすれば、当技術分野の専門家には、他の方法は明らかであろう。好ましくは、安定化物質を加えた後、又はその間、かつ/又はベシクルの形成の間に、脂質及び/又はベシクル組成物にガスを点滴注入する。
【0118】
好ましい実施形態では、ガス物質及び/又はガス前駆体物質を、ベシクル組成物に導入するが、ミセル及びリポソームが好ましい。後記で詳述するように、ガス又はガス前駆体又はその両方が封入されているベシクルが有利であり、これらは、インビボで反射率の改善をもたらす。
【0119】
後記で詳述するように、脂質組成物、特にベシクル組成物を、脂質及び、安定なベシクルの形成を促進する付加的な安定化化合物から処方するのが好ましい。加えて、脂質及び/又はベシクル組成物が高度に安定なガスも含有するのが好ましい。「高度に安定なガス」との句は、水性媒体中で限られた可溶性及び拡散性を有するガスのことである。代表的な高度に安定なガスには、水性媒体中で通常は低い拡散性を有し、比較的不溶性であるペルフルオロ炭化水素が含まれる。したがって、これらの使用により、高度に安定なベシクルの形成を促進することができる。
【0120】
一定の実施形態では、例えばヒトの体のインビボ温度を含む脂質及び/又はベシクル組成物の使用温度で、液体状態であり、脂質及び/又はベシクル組成物、特にガス充填ベシクルの安定性を助けるか、強化しうるフッ素化化合物、特にペルフルオロ炭化水素化合物を使用することが望ましい。適切なフッ素化化合物には例えば、ZONYL(登録商標)界面活性剤(DuPont Company、Wilmington、DE)として市販されているフッ素化界面活性剤などのフッ素化界面活性剤、例えば臭化ペルフルオロオクチル(PFOB)、ペルフルオロデカリン、ペルフルオロドデカリン、ヨウ化ペルフルオロオクチル、ペルフルオロトリプロピルアミン及びペルフルオロトリブチルアミンなどの液体ペルフルオロ炭化水素が含まれる。通常、約6又はそれ以上の炭素原子を含有するペルフルオロ炭化水素は、正常なヒト体温で液体である。これらのペルフルオロ炭化水素のうち、室温で液体である臭化ペルフルオロオクチル及びペルフルオロヘキサンが好ましい。存在するガスは例えば、窒素又はペルフルオロプロパンであってよいか、又はペルフルオロ炭化水素、例えばペルフルオロペンタンであってもよいガス前駆体から誘導されてもよい。後者の場合、脂質及び/又はベシクル組成物は、ペルフルオロ炭化水素の混合物から調製することができ、この例は、ペルフルオロプロパン(ガス)又はペルフルオロペンタン(ガス前駆体)及び臭化ペルフルオロオクチル(液体)である。何らかの作動理論に結びつけることは意図しないが、ベシクル組成物の場合、液体のフッ素化化合物は、ガスと、ベシクルの膜又は壁表面との間の界面に位置すると考えられる。したがって、安定化化合物、例えばベシクルを形成するために使用される生体適合性脂質の内部表面上に、液体フッ素化化合物のもう1つの安定化層が生じ、このペルフルオロ炭化水素層は、ガスが、ベシクル膜を通って拡散することを防ぐ。本発明に関して、ガス前駆体は、製造及び/又は貯蔵温度では液体であるが、少なくとも使用時、又はその間は、ガスになる。
【0121】
したがって、ペルフルオロ炭化水素などの液体フッ素化化合物は、ここに記載されている脂質及び/又はベシクル組成物を製造するために通常使用されるガス又はガス前駆体と組み合わされると、ガス又はガス前駆体単独では得られない、付加的な安定性をもたらしうることが判明した。したがって、ペルフルオロ炭化水素ガス前駆体、例えばペルフルオロペンタンなどのガス又はガス前駆体を、患者に投与された後も液体なままであるペルフルオロ炭化水素、即ちその液−ガス相転移温度が、患者の体温を上回る、例えば臭化ペルフルオロオクチルと共に使用することは、本発明の範囲に該当する。ZONYL(登録商標)フッ素化界面活性剤などの過フッ素化界面活性剤は、脂質及び/又はベシクル組成物を安定化させ、例えば、ベシクルのためのコーティングとして作用させるために使用することができる。好ましい過フッ化界面活性剤は、部分的にフッ素化されたホスホコリン界面活性剤である。これらの好ましいフッ素化界面活性剤では、二重アルキル化合物が、末端アルキル鎖のところでフッ素化されていてよく、中央炭素は、水素化されていてよい。これらのフッ素化ホスホコリン界面活性剤は、本発明のターゲット化脂質及び/又はベシクル組成物を製造するために使用することができる。
【0122】
ベシクル組成物に関する実施形態では、ベシクルのサイズを、例えば診断及び/又は治療用途を含む特別な所定の最終使用に合わせることができる。ベシクルのサイズは好ましくは、直径約30ナノメートル(nm)から約100マイクロメートル(μm)及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せであってよい。さらに好ましくは、ベシクルは、約100nmから約10μmの直径を有し、約200nmから約7μmの直径がいっそう好ましい。特別な使用、例えば、血管系の磁気共鳴影像法を含む血管内使用では、ベシクルは約30μm以下の直径であるのが好ましく、より小さいベシクル、例えば、直径約12μm以下のベシクルが好ましい。一定の好ましい実施形態では、ベシクルの直径は約7μm又はそれ未満であってよく、平均直径約5μm又はそれ未満を有するベシクルがさらに好ましく、平均直径約3μm又はそれ未満を有するベシクルがいっそう好ましい。これらの比較的小さいベシクルは、微小血管のような小さい血管チャネルに灌流し、同時に、赤血球細胞がベシクルを通り過ぎることができるように十分なスペース又は余地を、血管チャネルにもたらす。
【0123】
所望の場合には、例えば、振盪、マイクロエマルジョン化、渦流発生、押出し、濾過、音波処理、均一化、繰り返し凍結及び解凍サイクル、規定のサイズの空孔を介しての圧力下での押出しなどを含む様々な手順により、ガス充填ベシクルのサイズを調整することができる。
【0124】
前記のように、ここで使用される組成物はさらに、その調製、処方及び使用に関して、温度、pH、光及びエネルギー(超音波など)によって、液体又は固体状態からガスへと変化させることができるガス前駆体を含んでよい。ガス前駆体は、前駆体を減圧下に貯蔵することにより、ガスにすることができる。
【0125】
例えば、減圧下に貯蔵されているバイアルは、注入前に所定のガスを生じさせるために使用することができる、ペルフルオロペンタン又はペルフルオロヘキサンガスのヘッドスペースをもたらしうる。好ましくは、ガス前駆体は、温度により活性化させることができる。後記は、正常な体温(37℃)の比較的近くか、又はそれ未満で、液体からガス状態へと相転移しうる一連のガス前駆体及び、最大サイズ10μmのベシクルを生じさせるために必要な乳化液滴のサイズを挙げている表である。
Figure 2005500245
【0126】
既に記載したように、ペルフルオロ炭化水素は、ガス又はガス前駆体、さらに付加的な安定化成分として使用するために好ましい。
【0127】
前記のように、限られた可溶性を有するガスを使用することにより、脂質及び/又はベシクル組成物、特に脂質から処方されたベシクル組成物の便利性を最適化することが好ましい。「限られた可溶性」との句は、周囲の水性媒体中へのその可溶性によって、ベシクルの外へとガスが拡散する能力のことである。水性媒体中への比較的高い可溶性は、ベシクルの外へとガスが拡散する傾向を有するように、ガスに勾配をもたらす。他方で、水性環境中への比較的低い可溶性は、ベシクルからのガスの拡散を妨げるように、ベシクルと界面との間の勾配を低減するか、除去しうる。好ましくは、ベシクル中に捕捉されているガスは、酸素の可溶性よりも低い可溶性−即ち、水約32部にガス約1部−を有する。Matheson Gas Data Book,1966,Matheson Company Inc.参照。さらに好ましくは、ベシクルに捕捉されているガスは、空気の可溶性よりも低い、水への可溶性を有し、いっそう好ましくは、ベシクルに捕捉されているガスは、窒素の可溶性よりも低い、水への可溶性を有する。
【0128】
一定の実施形態では、実質的に不透過性のポリマー物質からベシクルを処方することが望ましい。これらの実施形態では、高度に不溶性のガスを使用することは通常、不要である。例えば、実質的に不透過性のポリマー物質を含む安定なベシクル組成物は、比較的高い可溶性を有するガス、例えば、空気又は窒素と共に処方することができる。
【0129】
前記の脂質、タンパク質及び/又はポリマー化合物に加えて、又はこれらに代えて、ここに記載されている組成物は、1種又は複数の安定化物質を含んでよい。このような安定化物質の例は例えば、生体適合性ポリマーである。ベシクルの形成を所望に助けるか、かつ/又はガス又はガス前駆体の実質的な封入を保証するために、安定化物質を使用することができる。ガス及びガス前駆体充填ベシクルの形成で、1種又は複数の安定化材料を使用すると、ペルフルオロプロパン又は六フッ化イオウなどの比較的不溶性で、非拡散性のガスでも、改善されたベシクル組成物を得ることができる。これらの化合物は、そのサイズ、形及び/又は他の属性に関してベシクルの安定性及び完全性の改善を助けうる。
【0130】
「安定な」又は「安定化」との用語は、ここで使用する場合、ベシクルが、例えば、ベシクル構造又は封入されているガス又はガス前駆体の損失を含む劣化に対して、試用期間を通して、実質的に耐性があることを意味している。通常、本発明で使用されるベシクルは、望ましい貯蔵寿命を有し、往々にして、正常な環境条件下に少なくとも約2から3週間、本来の構造の少なくとも約90容量%を保持する。好ましい形態では、ベシクルは望ましくは、少なくとも約1カ月の期間、さらに好ましくは少なくとも約2カ月、いっそう好ましくは少なくとも約6カ月、特に好ましくは約18カ月、極めて好ましくは約3年までの期間、安定である。ガス及びガス前駆体充填ベシクルを含むここに記載されているベシクルは、正常な環境条件下でさらされる温度及び圧力を上回るか、下回る温度及び圧力のような不利な条件下でも安定である。
【0131】
ここに記載されているベシクルの安定性は、少なくとも部分的に、例えば、前記の脂質、ポリマー及び/又はタンパク質を含む、ベシクルがそれから作られる物質に基づき、往々にして、付加的で、そうするのが好ましいが、付加的な安定化物質を使用する必要はない。このような付加的な安定化物質及びその特性に関しては、後記でさらに詳述する。
【0132】
ベシクルがそれから構成される物質は好ましくは、生体適合性の脂質、タンパク質又はポリマー物質であり、これらの内、生体適合性の脂質が好ましい。加えて、投与の直前にベシクルを調製することができることを含む、その処方の簡単さにより、これらのベシクルは、その位置で便利に作ることができる。
【0133】
ガス及びガス前駆体充填ベシクルを調製するために安定化物質として使用することができる生体適合性ポリマーは、天然、半合成(変性天然)又は合成由来であってよい。ここで使用する場合、ポリマーとの用語は、2個又はそれ以上の繰り返しモノマー単位、好ましくは10個又はそれ以上の繰り返しモノマー単位からなる化合物を示している。ここで使用する場合、半合成ポリマー(又は変性天然ポリマー)との句は、何らかの方法で化学的に変性されている天然ポリマーを示している。本発明で使用するために適している代表的な天然ポリマーには、天然由来の多糖類が含まれる。このような多糖類には例えば、アラビナン、フルクタン、フカン(fucan)、ガラクタン、ガラクツロナン、グルカン、マンナン、キシラン(例えば、イヌリンなど)、レバン、フコイダン(fucoidan)、カラギナン、ガラトカロロース(galatocarolose)、ペクチン酸、アミロースを含むペクチン、プルラン、グリコーゲン、アミロペクチン、セルロース、デキストラン、デキストリン、デキストロース、ポリデキストロース、プスツラン(pustulan)、キチン、アガロース、ケラタン、コンドロイタン(chondroitan)、デルマタン、ヒアルロン酸、アルギン酸、キサンタンガム、デンプン及び、1種又は複数の次のアルドース、ケトース、酸又はアミンを含むもののような様々な他の天然ホモポリマー又はへテロポリマー:エリトロース、トレオース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、エリトルロース、リブロース、キシルロース、プシコース、フルクトース、ソルボース、タガトース、マンニトール、ソルビトール、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトース、セロビオース、グリシン、セリン、トレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リシン、アルギニン、ヒスチジン、グルクロン酸、グルコン酸、グルカル酸、ガラクツロン酸、マンヌロン酸、グルコサミン、ガラクトサミン及びノイラミン酸及びこれらの天然由来の誘導体が含まれる。したがって、適切なポリマーには例えば、アルブミンなどのタンパク質が含まれる。代表的な半合成ポリマーには、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース及びメトキシセルロースが含まれる。本発明で使用するために適している代表的な合成ポリマーには、ポリエチレン(例えば、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン及びポリエチレンテレフタレートなど)、ポリプロピレン(例えば、ポリプロピレングリコールなど)、ポリウレタン(例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、塩化ポリビニル及びポリビニルピロリドンなど)、ナイロンを含むポリアミド、ポリスチレン、ポリ乳酸、フッ素化炭化水素、フッ素化炭素(例えば、ポリテトラフルオロエチレンなど)及びポリメチルメタクリレート及びこれらの誘導体が含まれる。安定化化合物としてポリマーを使用するベシクルを調製するための方法は、本記載と、Ungerの米国特許第5205290号(その記載を全て、参照して援用する)に記載されているような当技術分野で知られている情報とを組み合わせることにより、本記載が得られれば、当技術分野の専門家には、容易に分かるであろう。
【0134】
本発明の特に好ましい実施形態は、3種の成分を含むベシクルに関する:(1)中性脂質、例えば、非イオン又は両性イオン脂質、(2)負に荷電している脂質及び(3)安定化物質、例えば親水性ポリマーを支持する脂質。好ましくは、負に荷電している脂質の量は、存在している全脂質に対して約1モルパーセントより多く、親水性ポリマーを支持する脂質の量は、存在している全脂質に対して約1モルパーセントより多い。代表的で、好ましい負に荷電している脂質には、ホスファチジン酸が含まれる。親水性ポリマーを支持する脂質は望ましくは、ポリマーに共有結合により架橋されている脂質であり、ポリマーは好ましくは、重量平均分子量約400から約100000を有する。適切な親水性ポリマーは好ましくは、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドン及びこれらのコポリマーからなる群から選択され、PEGポリマーが好ましい。好ましくは、PEGポリマーは、分子量約1000から約7500を有し、分子量約2000から約5000がさらに好ましい。PEG又は他のポリマーは、脂質、例えばDPPEに、アミド、カルバメート又はアミン結合などの共有結合を介して結合しうる。加えて、PEG又は他のポリマーは、例えば、アミド、エステル、エーテル、チオエステル、チオアミド又はジスルフィド結合を含む共有結合により、ターゲッティングリガンド又は他のリン脂質に結合しうる。親水性ポリマーがPEGである場合、このようなポリマーを支持する脂質は、「ペグ化(pegylated)されている」と言われる。好ましい形態では、親水性ポリマーを支持する脂質は、例えば、重量平均分子量約5000のポリエチレングリコールポリマーを有するDPPE(DPPE−PEG5000)のことであるDPPE−PEG5000を含むDPPE−PEGであってよい。他の適切なぺグ化脂質には例えば、DSPE−PEG5000を含むジステアロイルホスファチジルエタノールアミン−ポリエチレングリコール(DSPE−PEG)、ジパルミトイル−グリセロ−スクシネート−ポリエチレングリコール(DPGS−PEG)、ステアリルポリエチレングリコール及びコレステリル−ポリエチレングリコールが含まれる。
【0135】
本発明の一定の好ましい実施形態では、脂質組成物は、DPPC約77.5モル%、DPPA12.5モル%及びDPPE−PEG5000 10モル%を含有する。DPPC約80から約90モル%、DPPA約5から約15モル%及びDPPE−PEG5000約5から約15モル%を含有する組成物も、好ましい。DPPC、DPPA及びDPPE−PEG5000をそれぞれ、モル%比82:10:8で含有する組成物が、特に好ましい。ホスファチジル部分は負に荷電しており、コリン部分は正に荷電しているので、DPPCは実質的に、中性である。したがって、負に荷電しているDPPAを、前記の機構に従い安定性を高めるために加えることもできる。DPPE−PEGは、DPPE成分により、ベシクルの脂質膜又はスキンに結合しているペグ化物質に、ベシクル膜又はスキンを取り囲みうるPEG成分をもたらし、したがって、このような異物を退化させることをその機能とする体内の様々な酵素又は他の内在作用物質に対する物理的バリアを形成する。DPPE−PEGは、所定の比で、DPPC及びDPPAなどの他の脂質と組み合わされると、圧力に対して安全で、安定な比較的小さいサイズの他のベシクルをもたらしうる。水とのその構造的な相似により、ペグ化物質は、ヒト免疫系のマクロファージの作用を無効にすることができ、そうでなければ、ヒト免疫系は、異物を取り囲み、除去する傾向を有すると、理論化される。その結果、安定化されたベシクルが、画像診断造影剤として機能している時間が長くなる。
【0136】
調製されたベシクルが、前記の安定性及び他の基準を満たすならば、ベシクル組成物を、前記の物質に加えて、他の物質から調製することもできる。これらの物質は、基本的かつ重要で、安定化されたガス及びガス前駆体充填ベシクルを作るか、生じさせるための一次的な基礎を形成してよい。他方で、これらは、補助的で、基本的な安定化材料の機能を高めるか、基本的な安定化材料により与えられる特性に加えて、望ましい特性を与えることができる補助的又は補足的な物質として作用しうる。
【0137】
しかしながら、所定の物質が基本的物質であるか、補足的な物質であるかを決定することは、必ずしも可能ではない。それというのも、該当する物質の機能は経験的に、例えば、安定化ベシクルの製造に関して生じる結果により決められるためである。これらの基本的物質及び補足的物質がどのように機能するかの例として、生体適合性脂質及び水又は生理食塩水の簡単な組合せを振盪すると、往々にして、濁った溶液が得られことが観察され、続いて、殺菌のためにオートクレーブ処理される。このような濁った溶液は、造影剤として機能するが、美観上好ましいものでなく、また未溶解又は未分散の脂質粒子の形の不安定性を伴う。濁った溶液は望ましくなく、その際、未溶解の微粒子物質は、約7μmより大きい、特には約10μより大きい直径を有する。除菌などの製造ステップは、未溶解の微粒子物質を含有する溶液では、問題となりうる。したがって、脂質粒子の分散又は溶解を容易にすることにより、濁りを除去するために、プロピレングリコールを添加することができる。プロピレングリコールは、湿潤剤として機能し、これは、ベシクル膜又はスキン上の表面張力を高めることにより、ベシクル形成及び安定化を改善しうる。プロピレングリコールは、ベシクルの膜又はスキンを被覆する付加的な層として機能しうることが可能で、したがって、付加的な安定化が生じる。このような更なる基本的又は補足的安定化物質の例として、使用することができる慣用の界面活性剤が存在する;D’Arrigo 米国特許第4684479号及び同第5215680号参照。
【0138】
付加的な補足的及び基本的安定化物質には、落花生油、キャノーラ油(canola oil)、オリーブ油、ベニバナ油、トウモロコシ油又は、ここでの教示に従い安定化化合物として使用するために適していて、摂取可能と一般的に知られている他の油などの物質が含まれる。様々な補足的及び基本的安定化物質は、例えばUngerの米国特許第5736121号に記載されていて、その記載をここでは全て、参照して援用する。
【0139】
加えて、混合ミセル系を製造するために使用される化合物が、基本的又は補足的安定化物質としての使用に適し、これらには例えば、臭化ラウリルトリメチルアンモニウム(ドデシル−)、臭化セチルトリメチルアンモニウム(ヘキサデシル−)、臭化ミリスチルトリメチルアンモニウム(テトラデシル−)、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム(ここで、アルキルは、C12、C14又はC16)、臭化/塩化ベンジルジメチルドデシルアンモニウム、臭化/塩化ベンジルジメチルヘキサデシルアンモニウム、臭化/塩化ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウム、臭化/塩化セチルジメチルエチルアンモニウム又は臭化/塩化セチルピリジニウムが含まれる。
【0140】
ここに記載の様々な付加的又は補足的安定化物質を選択することにより、本発明で使用されるガス及びガス前駆体充填ベシクルを、サイズ、可溶性及び熱安定性に応じて調整することができる。これらの物質は、膜とのその物理的相互作用によるだけでなく、ガス及びガス前駆体充填ベシクルの表面の粘度及び界面張力を改質するその能力によって、ベシクル、特に脂質から処方されたベシクルのこれらのパラメーターに影響を及ぼすことができる。したがって、例えば、(a)例えば、炭水化物及びそのリン酸化及びスルホン化誘導体;好ましくは400から100000の分子量範囲を有するポリエーテル;及び好ましくは、200から50000の分子量範囲を有するジ−及びトリヒドロキシアルカン及びそのポリマーを含む、粘度調整剤;(b)例えば、アラビアゴム、コレステロール、ジエタノールアミン、モノステアリン酸グリセリルを含むステアリン酸エステル類、ラノリンアルコール、レシチン、モノ−及びジ−グリセリド、モノ−エタノールアミン、オレイン酸、オレイルアルコール、ポロキサマー、例えばポロキサマー188、ポロキサマー184及びポロキサマー181、ステアリン酸ポリオキシエチレン50、ポリオキシル35ヒマシ油、ポリオキシ10オレイルエーテル、ポリオキシル20セトステアリルエーテル、ステアリン酸ポリオキシ40、ポリソルベート20、ポリソルベート40、ポリソルベート60、ポリソルベート80、二酢酸プロピレングリコール、モノステアリン酸プロピレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、モノラウリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、モノパルミチン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、ステアリン酸、トロラミン、パルミタテスル(palmitatesl)及び乳化ワックスを含む乳化及び/又は可溶化剤;(c)例えば、アラビアゴム、寒天、アルギン酸、モノステアリン酸アルミニウム、ベントナイト、マグマ、カルボマー934P、カルボキシメチルセルロース、カルシウム及びナトリウム及びナトリウム12、カラギナン、セルロース、デキストラン、ゼラチン、ガーゴム、イナゴマメゴム、ヴィーガム(veegum)、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ケイ酸マグネシウム−アルミニウム、Zeolites(登録商標)、メチルセルロース、ペクチン、酸化ポリエチレン、ポビドン、アルギン酸プロピレングリコール、二酸化ケイ素、アルギン酸ナトリウム、トラガカント、キサンタンガム、α−d−グルコノラクトン、グリセロール及びマンニトールを含む懸濁剤及び/又は粘度上昇剤;(d)ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリプロピレングリコール(PPG)及びポリソルベートなどの合成懸濁剤;並びに(e)例えば、ソルビトール、マンニトール、トレハロース、スクロース、プロピレングリコール及びグリセロールを含む、安定化させ、張性を加える張性上昇剤からなる幅広いバリエーションのうちの1種又は複数を加えることにより、本発明で使用されるガス及びガス前駆体充填ベシクルは、好適に改質及びさらに安定化することができる。
【0141】
前記のように、本発明の組成物はさらに、ターゲッティングリガンドを含有する。一般的には、ターゲッティングリガンドとして使用することができる物質には例えば、抗体、糖タンパク質及びレクチンを含むタンパク質、ペプチド、ポリペプチド、単糖類及び多糖類を含む糖類、ビタミン、ステロイド、ステロイド類似体、ホルモン、補因子、生物活性剤並びにヌクレオシド、ヌクレオチド及びポリヌクレオチドを含む遺伝物質が含まれる。
【0142】
本発明の組成物中に導入されるターゲッティングリガンドは好ましくは、インビボで受容体及び/又は組織をターゲットとしうる物質である。前記のように、組織をターゲットとすることに関して、ターゲッティングリガンドは望ましくは、心筋細胞並びに内皮細胞及び上皮細胞を含む膜組織を含む心臓組織をターゲットとしうる。受容体の場合には、ターゲッティングリガンドは望ましくは、GPIIbIIIa受容体をターゲットとしうる。前記の組織及び受容体を含む組織及び/又は受容体をターゲットとする際に使用するために好ましいターゲッティングリガンドは、タンパク質、ペプチド、糖類、ステロイド、ステロイド類似体、生物活性剤並びに例えば抗体を含む遺伝物質、糖タンパク質及びレクチンからなる群から選択され、ペプチドが好ましい。ターゲッティングリガンドとして使用するために好ましいタンパク質の例は、Staphylococcus aureusの多くの株により産生されるタンパク質であるプロテインAである。プロテインAは、例えば、Sigma Chemical Co.(St.Louis、MO)から市販されている。プロテインAは、様々なIgG抗体を結合するために使用することができる。一般的には、ターゲッティングリガンドとして特に有効なペプチドには、天然の、変性された天然の、又は合成ペプチドが含まれ、これらは、血管に循環しているエステラーゼ、アミダーゼ又はペプチダーゼによる劣化に対する付加的なモードの耐性をもたらす。ペプチド成分を安定化する非常に有効な方法の1つは、環化技術を使用することを伴う。例としては、カルボキシ末端が、アミド結合を介してアミン末端に共有結合する末端−末端環化は、ペプチド劣化を阻害し、循環寿命を増加するために役立つ。さらに、側鎖−側鎖環化も、安定性をもたらす際に特に役立つ。加えて、末端−側鎖環化も、変性に役立つ。加えて、ペプチドの戦略的(strategic)領域中のD−アミノ酸をL−アミノ酸に置換することは、生物分解に対する耐性をもたらす。適切なターゲッティングリガンド及びその調製方法は、この記載を得れば、当技術分野の専門家には、容易に分かるであろう。
【0143】
内皮細胞をターゲットとすることに関連して、適切なターゲッティングリガンドには例えば、1種又は複数の次のものが含まれる:例えば、塩基性繊維芽細胞成長因子(bFGF)、酸性繊維芽細胞成長因子(aFGF)、α型形質転換成長因子(TGF−α)、β型形質転換成長因子(TGF−β)、血小板由来内皮細胞成長因子(PD−ECGF)、血管内皮成長因子(VEGF)及びヒト成長因子(HGF)を含む成長因子;アンジオジェニン;α型腫瘍壊死因子(TNF−α)及びβ型腫瘍壊死因子(TNF−β)を含む腫瘍壊死因子;約4500の分子量を有する銅含有ポリリボヌクレオチドアンギオトロピン(angiotropin)、さらに、1−ブチリルグリセロールなどの低分子量の非ペプチド血管由来因子;例えば、プロスタグランジンE(PGE)及びプロスタグランジンE(PGE)を含む、プロスタグランジン;ニコチンアミド;アデノシン;ジピリダモール;ドブタミン;例えば、ヒアロビウロン酸を含む、β結合の加水分解により生じる分解産物などのヒアルロン酸分解産物;例えば、コラゲナーゼ阻害剤を含む、血管形成阻害剤;ミノサイクリン;メドロキシプロゲステロン;6−O−硫酸及び6−O−カルボキシメチル基で化学的に改質されているキチン;テトラヒドロコルチゾルなどの血管新生抑制(angiostatic)ステロイド;並びに例えば、コルチゾン又はヒドロコルチゾンなどのステロイドと混合されている、分子量約6000を有する断片などのヘパリンの断片を含む、ヘパリン;アンギオインヒビン(angioinhibin、AGM−1470:血管新生抑制抗生物質)を含む、血管形成阻害剤;血小板第4因子;プロタミン;Arthobacter種の細菌膜に由来する硫酸化多糖類ペプチドグリカン錯体;Aspergillus fumigatusに由来するフマギリンなどのカビ由来血管形成阻害剤;D−ペニシラミン;チオリンゴ酸金;トロンボスポンジン(thrombospondin);例えば、1−α、25−ジヒドロキシビタミンD及び合成類似体の22−オキサ−1−α、25−ジヒドロキシビタミンDを含む、ビタミンD類似体;α−インターフェロン;例えば、インターロイキン−1(IL−1)、インターロイキン−2(IL−2)及びインターロイキン−8(IL−8)を含む、インターロイキンなどのサイトカイン;顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GMCSF);ヘパリンの低分子量断片又はヘパリンの類似体を含む、ヘパリン;α−、β−及びγ−シクロデキストリンを含む、シクロデキストリンなどの簡単な硫酸化多糖類;テトラデカ硫酸塩;トランスフェリン;フェリチン;血小板第4因子;プロタミン;銅と錯化しているGly−His−Lys;セルロプラスミン;(12R)−ヒドロキシエイコサトリエン酸;オカダ酸;レクチン;抗体;CD11a/CD18;及びVLAインテグリン−4(VLA−4)。
【0144】
内皮性白血球付着分子(ELAM)は、ストレス条件下に内皮細胞により発現され、血管系をライニングしている内皮を介して、周囲組織へと白血球が移動するのを容易にする抗原である。これらの同じ内皮性白血球付着分子を有利に、ベシクルのターゲッティングのための受容体として利用することができることは意外な発見である。これらの内皮細胞付着分子は、セレクチンとして知られているファミリーに属し、このファミリーでは、GMP−140などの知られているメンバーは全て、内皮性白血球付着に関係し、ELAM−1、LAM−1及び、血小板活性−依存性顆粒外膜タンパク質(PADGEM)としても知られている顆粒膜タンパク質140(GMP−140)、VCAM−1/INCAM−110(血管付着分子/誘導性付着分子)及びICAM−1(細胞内付着分子)が含まれる。細胞付着分子のカドヘリンファミリーも、ターゲッティングリガンドとして使用することができ、例えば、E−、N−及びP−カドヘリン、カドヘリン−4、カドヘリン−5、カドヘリン−6、カドヘリン−7、カドヘリン−8、カドヘリン−9、カドヘリン−10及びカドヘリン−11が含まれ、カドヘリンC−5が最も好ましい。さらに、例えば、モノクローナル抗体Ec6C10などのカドヘリンを対象とする抗体を、特異的内皮細胞により局所的に発現されるカドヘリンを認識するために使用することもできる。
【0145】
幅広い異なるターゲッティングリガンドを、ELAM分子の細胞質ドメインに結合するために選択することができる。該当するターゲッティングリガンドには、レクチン、幅広い炭水化物又は糖成分、抗体、抗体断片、例えばFAb’2などのFAb断片並びに、創傷治癒を対象としうる例えばアルギニン−グリシン−アスパラギン酸(R−G−D)を含む合成ペプチドが含まれる。これらの物質の多くは、天然源に由来しうるが、いくつかは、分子生物学的組換え技術により合成することができ、他は、元から合成であってよい。当技術分野で現在知られている様々な組合せ化学技術により、ペプチドを調製することができる。CD11a/CD18などのヒト白血球源に由来するか、それから変性されているターゲッティングリガンド及び白血球細胞表面糖タンパク質(LFA−1)は、内皮細胞受容体ICAM−1に結合すると知られているようなものと同様に使用することができる。免疫グロブリンスーパーファミリーのサイトカイン誘導メンバーである単核白血球選択的なVCAM−1を、ターゲッティングリガンドとして使用することもできる。ヒト単球に由来するVLA−4は、VCAM−1をターゲットとするために使用することができる。抗体及び他のターゲッティングリガンドは、内皮細胞増殖マーカーであるエンドグリン(endoglin)をターゲットとするために使用することができる。エンドグリンは、多種多発性充実性腫瘍中の内皮細胞にアップレギュレーションされる。エンドグリンをターゲットとするために使用することができるターゲッティングリガンドは、抗体TEC−11である。R.E.Thorpe and F.J.Burrows,Breast Cancer Research and Treatment,Vol.36,pp.237−51(1995)。
【0146】
本発明では、アテローム硬化の環境での内皮細胞活性を、例えばアテローム斑を含む、アテローム硬化の領域に対して組成物をターゲット化するために使用する。使用することができるこのようなターゲットの1つは、ATHERO−ELAMとしてのRb1/9により認識される誘導性単核白血球内皮付着分子である。モノクローナル抗体のH4/18及びH18/7を、サイトカイン化学伝達物質により惹起される内皮細胞表面抗原をターゲットとするために使用することができる。本発明の好ましい実施形態では、深刻な損傷が生じる前に、例えば、脳卒中又は心筋梗塞の前に、疾患血管を非観血に検出して、適切な医学的又は外科的干渉を実施することができるように、ガス充填ベシクルを、アテローム斑に対してターゲット化する。ATHERO−ELAMは、好ましいターゲットであり、アテローム硬化の際に内皮細胞上に発現されるこの細胞表面エピトープをターゲットとするために、抗体、ペプチド又はレクチンあるいはこれらの組合せ等のリガンドを、使用することができる。もしくは、低密度又は高密度リポタンパク質から誘導されるリポタンパク質又はリポタンパク質断片を、ターゲッティングリガンドとして使用することができる。加えて、内皮細胞をターゲットとし、脂質、ベシクルなどをアテローム斑の領域に局在させるために、コレステロールを使用することができる。ターゲッティングリガンドとしてコレステロールを使用する実施形態では、コレステロールは好ましくは、他の化学的基、成分、リガンドなどで修飾(非誘導体化)しない。
【0147】
斑中の血栓性物質を対象とするターゲッティングリガンドを、アテローム斑の活性領域と非活性領域とを区別するために使用することができる。血栓の発生プロセスでの活性斑はより危険である。それというのも、これらの斑は最終的に、血管を詰まらせるか、塞栓をもたらすためである。これに関して、低分子量のヘパリン断片に加えて、例えば、血小板活性化因子を対象とする抗線維抗体、組織プラスミノーゲン活性化因子(t−PA)、抗トロンビン抗体及びフィブリン抗体などの他のターゲッティングリガンドを、血餅の発生を伴う活性斑をターゲットとするために使用することができる。最も好ましいターゲッティングリガンドは、P−セレクチンをターゲットとすることに加えて、活性化血小板中の形質膜随伴GPIIbIIIa及び、GPIIbIIIaを対象とする抗体又は随伴抗体断片をターゲットとするものである。本発明は、急性心筋梗塞の領域を検出するためにも使用することができる。通常、抗ミオシン(特に、心筋ミオシン)抗体又は抗アクチン抗体を、脂質、ポリマー又は安定化物質に結合することにより、梗塞心筋を、本発明の方法により検出することができる。肉芽組織をターゲットとするためには(創傷治癒)、前記のターゲッティングリガンドの多くを使用することができる。創傷治癒トリペプチド、アルギニン−グリシン−アスパラギン酸(RGD)を、これに関連するターゲッティングリガンドとして使用することもできる。
【0148】
前記の内皮細胞と同様に、幅広いペプチド、タンパク質及び抗体を、上皮細胞をターゲットとするためのターゲッティングリガンドとして使用することができる。好ましくは、上皮細胞ターゲット受容体に対して高い親和性を有する合成、半合成又は天然由来のペプチドを含むペプチドを選択することができるが、合成ペプチドが、より好ましい。これらの好ましい実施形態では、約5から約15個のアミノ酸基を有するペプチドが好ましい。抗体は、天然由来又は組換え由来の全抗体又は抗体断片、例えばFab又はFab’2として使用することができる。天然由来の抗体は、動物又はヒト由来であってよいか、キメラであってよい(マウス/ヒト)。ヒト組換え又はキメラ抗体が好ましく、断片が、全抗体よりも好ましい。
【0149】
本発明でターゲッティングリガンドとして使用することができるモノクローナル抗体の例には、舌の全ヒト扁平上皮癌でBALB/cマウスを免疫化し、抽出された脾臓細胞とNS1同系骨髄腫細胞系のものとを交叉させてハイブリドーマを生じさせることによるCALAM27が含まれる。Gioanni,J.et al.,Cancer Research,Vol.47,pp.4417−4424(1987)。CALAM27は、正常及び悪性上皮細胞の両方の表面エピトープを対象としている。正常なリンパ節は通常、これらのエピトープを発現する細胞は含有しない。Cancer Research,Vol.47,pp.4417−4424(1987)参照。したがって、この抗体を含有する脂質及び/又はベシクル組成物は、リンパ節への転移をターゲットとするために使用することができる。モノクローナル抗体3C2は、重症の卵巣ガン及び子宮内膜ガンの悪性上皮細胞をターゲットとするためのターゲッティングリガンドとして使用することができる。他の代表的なターゲッティングリガンドは、Mab4C7であり(Cancer Research,Vol.45,2358−2362,1985参照)、これは、粘液性ガン、子宮内膜及び中腎ガンをターゲットとするために使用することができる。頭部及び頚部のガンでの扁平上皮癌をターゲットとするためには、Mab E48(Biological Abstract,Vol.099 Issue.066 Ref.082748)を、ターゲッティングリガンドとして使用することができる。悪性黒色腫をターゲットとするためには、モノクローナル抗体225.28s(Pahol.Biol.,Vol.38(8),pp.866−869,1990)を使用することができる。
【0150】
上皮成長因子受容体(EGFR)、繊維芽細胞成長因子受容体、erbB2/HER−2及び腫瘍随伴炭水化物抗原などの乳ガンに随伴する抗原を含む、抗原をターゲットとするために、ターゲッティングリガンドを選択することができる(Cancer,Vol.74(3)pp.1006−12(1994))。サイトケラチン(cytokeratin)8、18及び19に相似しているCTA16.88は、結腸、すい臓、乳房、卵巣及び肺のガンを含む、多くの内皮由来腫瘍により発現される。したがって、CTA16.88上の異なるエピトープを認識する16.88(IgM)及び88BV59(IgG3k)などの、これらのサイトケラチンを対象とする抗体を(Semin.Nucl.Med.,Vol.23(2),pp.165−79(1993))、ターゲッティングリガンドとして使用することができる。結腸ガンをターゲットとするためには、抗−CEA IgG Fab’断片を、ターゲッティングリガンドとして使用することができる。化学的に共役な二重特異性抗細胞表面抗原、抗−ハプテンFab’−Fab抗体を、ターゲッティングリガンドとして使用することもできる。MG系モノクローナル抗体を、例えば、胃ガンをターゲットとするために選択することができる(Chin.Med.Sci.J.,Vol.6(1),pp.56−59(1991)。
【0151】
ターゲッティングリガンドをそのために選択することができる、様々な内皮細胞上の細胞表面エピトープが存在する。例えば、タンパク質ヒトパピローマウイルス(HPV)は、皮膚及び粘膜中の良性及び悪性上皮増殖に随伴している。2種のHPVオンコジンタンパク質、E6及びE7をターゲットとすることができる。それというのも、これらは、子宮頚癌などの特定の上皮由来ガンで発現されうるためである。Curr.Opin.Immunol.Vol.6(5),pp.746−54(1994)参照。ガン細胞増殖に関わるペプチド成長因子(PGF−R)のための膜受容体を、腫瘍抗原として選択することもできる。Anticancer Drugs,Vol.5(4),pp.379−93(1994)。さらに、上皮成長因子(EGF)及びインターロイキン−2を、これらの受容体に結合するペプチドを含む適切なターゲッティングリガンドのターゲットとすることができる。悪性黒色腫細胞により発現される上皮成長因子受容体(EGFR)及び付着分子などの一定の黒色腫随伴抗原(MAA)を、ここで提供されている組成物のターゲットとすることができる(Tumor Biol.,Vol.15(4),pp.188−202(1994))。ガン細胞の表面に位置する腫瘍随伴抗原FAB−72を、ターゲットとして選択することもできる。
【0152】
心筋細胞をターゲットとするために、幅広いターゲッティングリガンドを選択することができる。代表的なターゲッティングリガンドには例えば、ポリクローナル抗体、Fab’2断片を含有するか、ヒト由来、動物由来、例えばマウス由来又はキメラ由来であってよい抗カルジオミオシン(anticardiomyosin)抗体が含まれる。付加的なターゲッティングリガンドには、ジピリダモール;ジギタリス;ニフェジピン;アポリポタンパク質;α−LDL、vLDL及びメチルLDLを含む低密度リポタンパク質(LDL);リアノジン(リアノジン);エンドセリン;補体レセプター1型;IgG Fc;β型1−アドレナリン性;ジヒドロピリジン;アデノシン;鉱質コルチコイド;ニコチン様アセチルコリン及びムスカリン様アセチルコリン;ヒトα1A−アドレナリン受容体に対する抗体;α1−アンタゴニストプラゾシンを含む薬剤などの生物活性剤;抗−β−受容体に対する抗体;抗β受容体に結合する薬剤;抗−心RyR抗体;心組織上に強力な陽性変力効果を及ぼす内皮細胞由来血管収縮ペプチドであるエンドセリン−1(エンドセリン−1は、心筋細胞膜ベシクルに結合する);T細胞受容体α−β受容体に対して生じるので、ターゲッティングリガンドを生じさせるために使用することができるモノクローナル抗体;補体阻害剤sCR1;ジヒドロピリジン受容体に対して生じる薬剤、ペプチド又は抗体;抗インターロイキン2受容体を対象とするモノクローナル抗体を、本組成物の対象を心筋組織の領域とするためのターゲッティングリガンドとして使用することができ、その際、心筋組織が、この受容体を発現し、炎症の状態でアップレギュレーションされる;同様に、組成物の対象を炎症心筋組織の領域とするためにシクロスポリン;メチルイソブチルイソニトリル;心筋細胞及び心内皮細胞の膜上で特定の糖類に結合するレクチン;内在低血圧及び血管緊張性ペプチドであるアドレノメデュリン(adrenomedullin;ADM);心房性ナトリウム排泄増加性ペプチド(ANP);内皮細胞由来の22アミノ酸ペプチドであり、構造的に、心房性ナトリウムペプチドに類似しているが、遺伝子的に異なり、血管作動性及び抗分裂促進活性を有するC型心房性ナトリウムペプチド(CNP);心房性ナトリウム排泄増加性ペプチド(ANP)及びC型心房性ナトリウム排泄増加性ペプチド(CNP)のキメラであり、27個のアミノ酸を含むバソナトリン(vasonatrin)ペプチド(VNP);トロンビン;内皮由来弛緩因子(EDRF);天然エンドペプチダーゼ1(NEP−1);例えば、NG−モノメチル−L−アルギニン(L−NMMA)を含むEDRFに対する補体阻害剤;カリブドトキシン(charybdotoxin)及びグリベンクラミドなどのカリウムチャネルアンタゴニスト;患者では、特発性拡張型心筋症とみなされるが、好ましいことに、心筋中の細胞融解を惹起することはない抗心臓抗体;アデニンヌクレオチドトランスロケーター、分枝鎖ケト酸デヒドロゲナーゼ又は心ミオシンを対象とする抗体;BQ−123とも称されるエンドセリン−A受容体のための特異的アンタゴニスト;及びアンギオテンシンII受容体に対する抗体が含まれる。
【0153】
心筋細胞膜の主な抗原のうちの2種は、ジヒドロピリジン受容体と共に同時浄化(copurify)されるカルシウム結合糖タンパク質である。ポリクローナル又はモノクローナル抗体を含む抗血清は、精製筋細胞膜に対して上昇しうる。これらの抗体は、ターゲッティングリガンドとして使用することができる。カルシウム結合糖タンパク質の精製分率は、筋細胞膜の形質膜から単離して、抗体を生じさせるために使用することができる。前記のように、ターゲッティングリガンドとして使用することができるANPは、ヒト大動脈内皮細胞の培養から得ることができる。ANPは通常、内皮に局在するが、内皮又は心筋組織にも局在しうる。例えば、組換え技術を使用して、さらに、当技術分野の専門家によく知られているペプチド合成技術を使用するペプチド合成により、ANPは調製することができる。ANPを対象とするポリクローナル又はモノクローナルの抗体を使用することもできる。同様に、ANPを対象とするペプチドを、内皮及び/又は心筋細胞をターゲットとするために使用することもできる。心房性ナトリウム排泄増加性因子のβ型及びα型の両方を、本組成物の対象を心筋組織にするための強力なターゲッティングリガンドとして使用することができる。
【0154】
本脂質組成物、特にベシクル組成物の対象をGPIIbIIIa受容体とするために、幅広いターゲッティングリガンドを使用することができる。好ましい形態では、ターゲッティングリガンドは、約10−3モル以下の、GPIIbIIIa受容体に対する結合親和性(Kd)を示す。さらに好ましくは、ターゲッティングリガンドは、例えば、約10−9モルから約10−3モル未満の範囲の結合親和性及びこの範囲内の結合親和性の全ての組合せ及び二次的組合せなどの、約10−3モル未満のGPIIbIIIa受容体に対する結合親和性(Kd)を示す。いっそう好ましくは、ターゲッティングリガンドは、約10−7モルから約10−5モルのGPIIbIIIa受容体に対する結合親和性(Kd)を示し、約10−6モルの結合親和性が特に好ましい。
【0155】
GPIIbIIIa受容体を対象とする組成物は、血管血栓又は血餅をターゲットとするために非常に有効であり、診断、さらにこのような血餅を治療するために有効である。一定の好ましい実施形態では、ターゲッティングリガンドは、例えばArg−Gly−Asp(RGD)などの配列Gly−Asp(GD)を含有するペプチドである。他の好ましい実施形態では、ターゲッティングリガンドは、例えば、フィブリノゲンのγ−カルボキシ配列である配列Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val(KQAGDV)を含有するペプチドなどの、配列Ala−Gly−Asp(AGD)を含有するペプチドである。
【0156】
本発明の組成物及び方法で使用するために適しているターゲッティングリガンドには、Arg−Gly−Asp−Ser(RGDS)、Gly−Arg−Gly−Asp−Ser−Pro(GRGDSP)及びGly−Pro−Arg−Pro(GPRP)などのペプチドが含まれる。例えば、アミノ酸配列Arg−Gly−Asp(RGD)を含有する環式ペプチドであるG4120を含む、配列Arg−Gly−Asp(RGD)を含有するペンタペプチドも使用することができる。例えば、
NKLIVRRGQSFYVQIDFSRPYDPRRDLFRVEYVIGRYPQENKGTYIPVPIVSELQSGKWGAKIVMREDRSVRLSIQSSPKCIVGKFRMYVAVWTPYGVLRTSRNPETDTYILFNPWCEDDAVYLDNEKEREEYVLNDIGVIFYGEVNDIKTRSWSYGQF−R’(ここで、R’は、−CONH又は−NHである)
などの断片を含む、ヒト凝固因子XIIIAに由来するペプチドも使用することができる。加えて、XIIIA因子の断片であるペプチドは、その配列中に、配列
NKLIVRRGOSFYVQIDFSRPYDPRRD又は
DDAVYLDNEKEREEYVLNDIGVIFYGEVNDIKTRSWSYGQF
を含む断片である。
【0157】
GPIIbIIIa受容体をターゲットとするターゲッティングリガンドとして使用することができる付加的なペプチドには例えば、アミノ−カルボキシ末端から結合していて、活性化血小板上のGPIIbIIIa結合領域に結合しうる、アルギニン−チロシン−アスパラギン酸(Arg−Tyr−Asp;略称RGD)のトリペプチド配列を有するペプチドが含まれる。このようなペプチドの例には例えば、一般式:R−(X−Arg−Tyr−Asp−(Y)−(X−Rのペプチドが含まれる[式中、X、X及びYはそれぞれ独立に、1個又は複数のアミノ酸基であるが、一定のケースでは、Yは、セリン又はアラニン基以外であるのが好ましく、m、n及びoはそれぞれ独立に、0又は1であり、ただし、一定のケースでは、mが1である場合には、oは1であり、Rは、保護されているか、保護されていない末端アミノ基であり、Rは、保護されているか、保護されていない末端カルボキシ基である]。好ましい実施形態では、Xは、ペプチドAla−Arg−Arg−Ser−Ser−Pro−Ser−Tyr−Tyrであり、Xは、ペプチドGly−Ala−Gly−Pro−Tyr−Tyr−Ala−Met−Asp−Tyrである。使用することができるペプチドには、Arg−Ser−Pro−Ser−Tyr−Tyr−Arg−Tyr−Asp−Gly−Ala−Gly−Pro−Tyr−Tyr−Ala−Met−Asp−Tyr及びAla−Arg−Arg−Ser−Pro−Ser−Tyr−Tyr−Arg−Tyr−Asp−Gly−Ala−Gly−Pro−Tyr−Tyr−Ala−Met−Asp−Tyrが含まれる。
【0158】
配列XX−Gly−Asp(ここで、XXは、直鎖の側鎖を有する合成α−アミノ酸である)を含むフィブリノゲン受容体アンタゴニスト化合物などの、天然アミノ酸配列と合成アミノ酸とを組み合わせた合成化合物、例えば、
【化11】
Figure 2005500245
[上式中、n+n’は、3であり;AAは、単結合であり;Rは、フェニル又はベンジルである]
又は
−(CH−AA−(CHn’−NHR
[上式中、nは、1から4の整数であり;n’は、2から4の整数であり;AAは、酸素、イオウ又は単結合であり;Rは、H、C〜Cアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいアリールメチル又は置換されていてもよいシクロアルキルであり、一定のケースでは、AAが、単結合であり、Rが、Hである場合には、n+n’は、3又は4以外である]
を、ターゲッティングリガンドとして使用することもできる。
【0159】
他のこのような化合物は、次式のフィブリノゲン受容体アンタゴニストを含有する
【化12】
Figure 2005500245
[上式中、XXは、次式の直鎖の側鎖を含有する合成α−アミノ酸であり
【化13】
Figure 2005500245
(上式中、n+n’は、3であり;AAは、単結合であり;Rは、フェニル又はベンジルである)又は
−(CH−AA−(CHn’−NHR
(上式中、nは、1から4の整数であり;n’は、2から4の整数であり;AAは、酸素、イオウ又は単結合であり;Rは、H、C〜Cアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルであり、一定のケースでは、AAが、単結合であり、Rが、Hである場合には、n+n’は、3又は4以外である)、ZZは、置換されていてもよいアミノ酸1から4個からなる配列である]。
【0160】
ターゲッティングリガンドとして使用するための他の有効なペプチドには例えば、次の配列を有する「エレガンチン(Elegantin)」:
Gly−Glu−Glu−Cys−Asp−Cys−Gly−Ser−Pro−Glu−Asn−Pro−Cys−Cys−Asp−Ala−Ala−Thr−Cys−Lys−Leu−Arg−Pro−Gly−Ala−Gln−Cys−Ala−Asp−Gly−Leu−Cys−Cys−Asp−Gln−Cys−Arg−Phe−Lys−R−R’−Arg−Thr−Ile−Cys−Arg−Arg−Ala−Arg−Gly−Asp−Asn−Pro−Asp−Asp−Arg−Cys−Thr−Gly−Gln−Ser−Ala−Asp−Cys−Pro−Arg−Asn−Gly−Tyr(ここで、R及びR’はそれぞれ独立に、アミノ酸である);次の配列を有する「アルボラブリン(Albolabrin)」:
Glu−Ala−Gly−Glu−Asp−Cys−Asp−Cys−Gly−Ser−Pro−Ala−Asn−Pro−Cys−Cys−Asp−Ala−Ala−Thr−Cys−Lys−Leu−Leu−Pro−Gly−Ala−Gln−Cys−Gly−Glu−Gly−Leu−Cys−Cys−Asp−Gln−Cys−Ser−Phe−Met−Lys−Lys−Gly−Thr−Ile−Cys−Arg−Arg−Ala−Arg−Gly−Asp−Asp−Leu−Asp−Asp−Tyr−Cys−Asn−Gly−Ile−Ser−Ala−Gly−Cys−Pro−Arg−Asn−Pro−Leu−His−Ala;次の配列を有する「バトロキソスタチン(Batroxostatin)」:
Glu−Ala−Gly−Glu−Glu−Cys−Asp−Cys−Gly−Thr−Pro−Glu−Asn−Pro−Cys−Cys−Asp−Ala−Ala−Thr−Cys−Lys−Leu−Arg−Pro−Gly−Ala−Gln−Cys−Ala−Glu−Gly−Leu−Cys−Cys−Asp−Gln−Cys−Arg−Phe−Lys−Gly−Ala−Gly−Lys−Ile−Cys−Arg−Arg−Ala−Arg−Gly−Asp−Asn−Pro−Asp−Asp−Cys−Thr−Gly−Gln−Ser−Ala−Asp−Cys−Pro−Arg−Phe;次の配列を有する「フラボリジン(Flavoridin)」:
Gly−Gly−Glu−Cys−Asp−Cys−Gly−Ser−Pro−Glu−Asn−Pro−Cys−Cys−Asp−Ala−Ala−Thr−Cys−Lys−Leu−Arg−Pro−Gly−Ala−Gln−Cys−Ala−Asp−Gly−Leu−Cys−Cys−Asp−Gln−Cys−Arg−Phe−Lys−R−R’−Arg−Thr−Ile−Cys−Arg−Ile−Ala−Arg−Gly−Asp−Phe−Pro−Asp−Asp−Arg−Cys−Thr−Gly−Leu−Ser−Ala−Asp−Cys−Pro−Arg−R−Asn−Asp−Leu(ここで、R及びR’はそれぞれ独立に、アミノ酸である)が含まれる。
【0161】
GPIIbIIIa受容体をターゲットとするために有効な他のリガンドには、Ac(D)Phe−Pro−ボロArg及び環式ペプチド様シクロ(D−2−アミノブチレート−N−メチル−L−アルギニル−グリシル−L−アスパルチル−3−アミノ−メチル安息香酸)メタンスルホン酸塩などの合成化合物が含まれる。使用することができるペプチドには、システイン基が横に位置するヘキサペプチド(環式ジスルフィドを形成しうる)及び配列Arg−Gly−Asp又はLys−Gly−Aspを有する環式のジスルフィド結合した形のペプチド、さらに、カルボキシル末端由来ペプチドREYVVMWKのライブラリが含まれる。トロンボスポンジン(Thrombospondin)などの一定のマトリックス糖タンパク質も、これに関して使用することができる。プラスミノゲン活性化因子阻害剤1(PAI−1)などのセリンプロテアーゼ阻害剤のセルピンファミリーのメンバーは、別の有効なリガンドである。GPIIbIIIa受容体をターゲットとするために有効な他の合成化合物には例えば、チクロピジン、クロピドグレル(clopidogrel)、チロフィブラン(tirofibran)及びアブシキシマブ(abciximab)及びこれらの類似体及び誘導体が含まれる。
【0162】
一般的には、GPIIbIIIa受容体のためのターゲッティングリガンドとして、約3から約20個のアミノ酸を有するペプチドを使用するのが好ましいが、約4個から約15個のアミノ酸を有するペプチドが、さらに好ましい。いっそう好ましくは、GPIIbIIIa受容体のためのターゲッティングリガンドは、アミノ酸約4個から約8個を有するペプチドを含有するが、約4個から約6個又は約5個のアミノ酸を有するペプチドが、特に好ましい。
【0163】
望ましい場合には、(1)例えば、システイン又はペニシラミンを含む、チオールを含有するアミノ酸又はその同族体を、酸化を介してジスルフィド結合させることを含む、側鎖−側鎖共有結合により;(2)例えば、アミノ酸配列のアミノ末端及び例えば、非臨界グルタミン酸又はアスパラギン酸基などの側鎖カルボキシル酸基を使用することを含む、末端−側鎖共有結合により、ペプチドを環化することができる。もしくは、末端−側鎖共有結合は、アミノ酸のカルボキシレート末端及び側鎖アミン、アミジン、グアニジン又は、例えば、リシン、アルギニン、ホモアルギニン、ホモリシンなどを含む側鎖基などの、求核窒素原子を含有する側鎖中の他の基に関する;(3)共有アミド結合である末端−末端共有結合など。このようなプロセスは、当技術分野の専門家にはよく知られている。ペプチドは、フランキング(flanking)アミノ酸を付加することにより環化することもできる。例えば、トリペプチドRGDを含むターゲッティングリガンドの場合には、フランキングアミノ酸の付加によって、(X)−RGD−(Y)の形にし(ここで、nは、約1から約100の整数であり、X及びYは、天然又は合成アミノ酸である)、ただし、該当するアミノ酸の少なくとも1個は、システイン又はペニシラミンなどの同族体である。これらのターゲッティングリガンドは、システイン側鎖を介して環化することもでき、環化は、ジスルフィド結合を介して生じる。環化の他の形態は、アミノ−カルボキシレートペプチド結合を伴う末端−末端共有結合に関する。加えて、Xは、リシン及び/又はアルギニンであってよく、Yは、アスパルテート又はグルタメートであってよく、側鎖成分の縮合により環式アミドが生じる。付加的な置換には、末端アミノ又はカルボキシル基との側鎖基反応が含まれる。
【0164】
加えて、「偽環化(pseudocyclization)」を使用することもでき、この際、環化は、二次構造をフォールディングして、環式成分の1タイプを生じさせる静電的相互作用などの非共有相互作用を介して生じる。金属イオンが、「偽環」形成の誘導を促進すると考えられる。このタイプの偽環化形成は、「ジンクフィンガー」に類似している。当技術分野の専門家には知られているように、ジンクフィンガーは、ループ(フィンガー)の形の領域での、亜鉛イオン(Zn2+)及びシステイン、ペニシラミン及び/又はホモシステインとの間の静電的相互作用による形成に関する。ホモシステインの場合には、RGD配列は、フィンガーの先端に位置する。もちろん、本発明の関連では、例えばRGDなどの認識及び結合ペプチドリガンドが、適当なミカエリス‐メンテン定数(k)又は結合定数を有する血餅中の適切な受容体に結合するために適した配座及び/又はトポグラフィーを保持しているならば、いずれの安定化環化も適切であると、理解される。ここで使用する場合、「配座」との用語は、ペプチド、ペプトイド(peptoid)又は偽ペプチドのバックボーンの三次元的構成のことであり、「トポグラフィー」との用語はここで使用する場合、ペプチド、ペプトイド又は偽ペプチドの側鎖の三次元的構成のことである。
【0165】
ターゲッティングリガンドを、本出願の教示を得れば、専門家には分かるであろう様々な方法で、本組成物に導入することができる。脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクルを含有する組成物に関する実施形態を含む、一定の好ましい実施形態では、ターゲッティングリガンドは共有結合により、脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクルに会合している。脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクルを含有する組成物に関する実施形態を含む、一定の別の好ましい実施形態では、ターゲッティングリガンドと組成物の他の成分との間に共有結合性会合は、実質的に存在しない(即ち、ターゲッティングリガンドは、遊離又は未結合である)。例えば、脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクルに関する実施形態では、ターゲッティングリガンドは非共有結合により、脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクルと会合していてよい。ターゲッティングリガンドが遊離又は非結合である他の好ましい実施形態では、ターゲッティングリガンドを、ターゲッティングリガンドが、共有結合によっても、非共有結合によっても、例えば脂質化合物、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクルを含む組成物の他の成分と会合していないような組成物と組み合わせることができる。
【0166】
予測されていなかったが意外にも、遊離又は非結合ターゲッティングリガンドも、ガス充填ベシクルを含むベシクル組成物などの本発明の組成物が、例えば血餅を含む所望のターゲットをターゲッティングすることを促進しうることが、判明した。作動の何らかの理論に結びつけることは意図していないが、このような結合は、例えば、ファンデルワールス相互作用、静電的相互作用又はいくつかの他の会合プロセスを介して、ターゲッティングリガンドと、ベシクル表面に存在する脂質を含む脂質などの組成物の他の成分との会合により生じると、考えられる。未結合のターゲッティングリガンドを含有する脂質組成物に関する好ましい実施形態の場合には、例えば、アミノ基などのターゲッティングリガンド中の官能基は自然に、例えばホスファチジン酸成分などの脂質上の基の1個と直接会合又は結合して、ホスホロアミデート(phosphoroamidate)結合を生じることが可能であると、理論化される。
【0167】
したがって、脂質組成物の場合には、望ましくは、ターゲッティングリガンドは、例えば共有又は非共有結合を介して、組成物中に導入されている少なくとも1種の脂質に結合していてよい。脂質以外、例えばクラスレート、エーロゲル及びアルブミンベシクル以外の物質から処方されているベシクルの場合には、ターゲッティングリガンドは、共有結合又は非共有結合により、ベシクル壁に導入されている1種又は複数の物質に結合していてよい。例えば、ターゲッティングリガンドは、例えば、親水性ポリマーに共有結合により結合し、これが今度は、疎水性化合物に共有結合して、ベシクル壁に導入されうる生体複合体を生じてもよい。好ましくは、コレステロールを含む脂質組成物の場合には、ターゲッティングリガンドは、コレステロールに実質的に非共有結合のみによって結合しているか、かつ/又はターゲッティングリガンドは、組成物の成分、例えばコレステロール以外の、リン脂質などの他の脂質に共有結合している。所望の場合には、ターゲッティングリガンドは共有結合により、かつ/又は非共有結合により、他の安定化物質、例えば、組成物中に存在しうる生体適合性ポリマーに結合していてよい。
【0168】
例えば、脂質、ポリマー、タンパク質及び/又はベシクルを含む本発明の組成物の他の成分、さらに他の安定化物質に共有結合していてよいターゲッティングリガンドでは、ターゲッティングリガンドは好ましくは、その遠位端に、例えば、そのような共有結合を生じさせるために役立つ官能基を含有してよい。このような遠位官能基の例には例えば、アミノ(−NH)、ヒドロキシ(−OH)、カルボキシル(−COOH)、チオール(−SH)、ホスフェート、ホスフィネート、スルフェート及びスルフィネートが含まれる。環化ターゲッティングリガンドの場合には、リガンドは好ましくは、アミノ、ヒドロキシ、カルボキシ、チオール、ホスフェート、ホスフィネート、スルフェート又はスルフィネートなどの官能基を含み、これらを介して、共有結合が生じるが、これらは通常、所望の受容体、例えばGPIIbIIIa受容体に結合するためには不可欠ではない。環化ターゲッティングリガンドの場合には、環化により好ましくは、例えばKQAGDVなどの配列RGD又はAGDなどのターゲッティングリガンドのバックボーン配座及び側鎖トポグラフィーは、GPIIbIIIa受容体などの受容体へのリガンドの結合が可能になる。
【0169】
他の適切なターゲッティングリガンドには、次の化合物が含まれる:
Ac−Cys−Arg−Gly−Asp−Met−Phe−Gly−Cys−CONH;Ac−Cys−Arg−Gly−Asp−Met−Leu−Arg−Cys−CONH;Ac−Cys−Arg−Gly−Asp−Phe−Leu−Asn−Cys−CONH;Ac−Cys−Asn−Thr−Leu−Lys−Gly−Asp−Cys−CONH;Ac−Cys−Asn−Trp−Lys−Arg−Gly−Asp−Cys−CONH;及びAc−Cys−N−メチル−Arg−Gly−Asp−Pen−CONH(ここで、Penは、ペニシラミン(β,β−ジメチルシステイン)のことである)。
【0170】
ターゲッティングリガンドとして使用することができる他の化合物には、次式で示されるペプチド又は誘導体が含まれる
【化14】
Figure 2005500245
[上式中、
Aは、プロリン、チオプロリン、ヒドロキシプロリン、デヒドプロリン、2−オキソ−4−チアゾリジンカルボン酸、N−アルキルグリシン又は次式のアミノ酸誘導体
【化15】
Figure 2005500245
、トリプトファン又は次式のトリプトファン誘導体
【化16】
Figure 2005500245
、ピログルタミン酸又は2−アゼチジノン−4−カルボン酸であり、
Bは、セリン、グリシン、バリン、アラニン、トレオニン又はβ−アラニンであり;
Cは、疎水性官能基を有するアミノ酸基であり、かつ
Dは、ヒドロキシ又はアミノであり、
ここで、
は、水素、−(CHCH又は−CO−(CHCHであり、
は、水素又はアルキルであり;
は、水素又はアルコキシであり;
は、水素又はアルキルであり;
は、水素、アミノ又はアシルアミノであり;
mは、2から5の整数であり、
nは、0から2の整数であり、
pは、0から5の整数であり、
qは、0から3の整数である]。
【0171】
本発明の組成物で使用するために適している他のターゲッティングリガンドは、次式を有するペプチド、そのペプチド誘導体又は塩である
【化17】
Figure 2005500245
[上式中、
Aは、アロチン酸(arotic acid)又はヒドロオロチン酸であり;
Bは、アミノ酸であり;
Cは、疎水性官能基を有するアミノ酸であり;かつ
Dは、ヒドロキシ又はアミノである]。上式の化合物で、「C」の定義中の疎水性官能基を有するアミノ酸の例は、トリプトファン及びフェニルアラニンである。本発明の組成物中で使用するために適しているさらに別のターゲッティングリガンドは、次式を有するペプチド誘導体である
【化18】
Figure 2005500245
[上式中、上式の構造中の「Amp」は、アミノメチルフェニル酢酸である]。本発明で、特に、GPIIbIIIaをターゲットとするためのターゲッティングリガンドとして使用するために適している様々なペプチドが例えば、Satoらの米国特許第5498601号及び次の公開されているヨーロッパ特許出願:第0368486A2、同第0382451A2及び同第0422938B1号に記載されており、これらの記載を全て、参照して援用する。前記のものに加えて、本発明の組成物中で使用することができる他のターゲッティングリガンドは、本記載を得れば、当技術分野の専門家には明らかであろう。他の適切なターゲッティングリガンドには例えば、糖成分に結合しているペプチドである複合多糖及びレクチンなどの複合ペプチドが含まれる。組成物は、単一ターゲッティングリガンド、さらに、2種又はそれ以上の異なるターゲッティングリガンドを含有してもよい。
【0172】
本発明では、次式を有する化合物も提供する
【化19】
Figure 2005500245
[上式中、
xは、0又は1であり;
はそれぞれ独立に、−O−、−S−、−SO−、−SO−、−NR−、−X−C(=X)−、−C(=X)−X−又は−C(=X)−であり;
及びXはそれぞれ独立に、直接結合、−R−X−C(=X)−、−R−C(=X)−X−、−X−C(=X)−R−、−C(=X)−X−R−、−X−R−C(=X)−X−、−R−X−C(=X)−R−C(=X)−X−又は−R−C(=X)−X−R−X−C(=X)−であり;
はそれぞれ独立に、−O−、−NR−又は−S−であり;
はそれぞれ独立に、O又はSであり;
Mは、直接結合、−R−X−C(=X)−、−R−C(=X)−X−、−R−X−(YX)P(=X)−X−又は−X−(YX)P(=X)−X−R−であり;
Yは、水素又は薬剤として許容される対イオンであり;
Zは、直接結合又は親水性ポリマーであり;
Qは、ターゲッティングリガンド又はその前駆体であり;
はそれぞれ独立に、1から約50個の炭素からなるアルキルであり;
はそれぞれ独立に、直接結合又は1から約30個の炭素からなるアルキレンであり;
及びRはそれぞれ独立に、水素又は1から約10個の炭素からなるアルキルであり;かつ
はそれぞれ独立に、直接結合又は1から約30個の炭素からなるアルキレンであり;
ただし、X、X、X、R及びMのうち3個又はそれ以上が、直接結合である場合には、Zは、親水性ポリマーであり、Zが直接結合である場合には、X、X、X、R及びMのうち3個又はそれ以上が、直接結合以外である]。
【0173】
上式中、特定の式又は置換基中に、記号が1回より多く現れる場合、その意味は、それぞれの場合で、相互に独立している。
【0174】
さらに、上式中で、2個又はそれ以上の隣接する記号のそれぞれが、「直接結合」と定義されていて、複数の隣接する直接結合が生じている場合、複数の隣接する直接結合は、単一の直接結合に変わる。加えて、上式中のxが0である場合、基R及びMは相互に架橋し、「C」(即ち、X−R及びR)に直接結合している置換基は、定義されている化合物には存在しない。
【0175】
上式中、Xはそれぞれ独立に、−O、−S−、−SO−、−SO−、−NR−、−X−C(=X)−、−C(=X)−X−又は−C(=X)−である。好ましい実施形態では、Xはそれぞれ独立に、−X−C(=X)−、−C(=X)−X−又は−C(=X)−である。さらに好ましくは、Xはそれぞれ独立に、−X−C(=X)−又は−C(=X)−X−である。特に好ましくは、Xは、−C(=X)−X−、例えば−C(=O)−O又は−C(=O)−NHである。
【0176】
上式中、X及びXはそれぞれ独立に、直接結合、−R−X−C(=X)−、−R−C(=X)−X、−X−C(=X)−R−、−C(=X)−X−R−、−X−R−C(=X)−X−、−R−X−C(=X)−R−C(=X)−X−又は−R−C(=X)−X−R−X−C(=X)−である。好ましい実施形態では、X及びXは独立に、直接結合、−R−X−C(=X)−、−R−C(=X)−X、−X−C(=X)−R−、−C(=X)−X−R−、−X−R−C(=X)−X−又は−R−X−C(=X)−R−C(=X)−X−であるが、−R−C(=X)−Xがさらに好ましい。特に好ましくは、Xは、直接結合、−CHCH−C(=O)−NH−又は−CHCHNH−C(=O)−CHCH−C(=O)−NH−であり、Xは、直接結合、−C(=O)−NH−、−NH−C(=O)−、−NH−C(=O)−CH、−NHCH−C(=O)−NH−、−NH−C(=O)−CHCH−又は−(CH−C(=O)−NH−であり、ここで、nは、約1から約20(この範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せを含む)、好ましくは約1から約15、さらに好ましくは約1から約10の整数である。
【0177】
上式中、Xはそれぞれ独立に、−O−、−NR−又は−S−である。好ましくは、Xはそれぞれ独立に、−O−又は−NR−である。
【0178】
上式中、Xはそれぞれ独立に、O又はSである。好ましくは、Xは、Oである。
【0179】
上式中、Mは、直接結合、−R−X−C(=X)−、−R−C(=X)−X−、−R−X−(YX)P(=X)−X−又は−X−(YX)P(=X)−X−R−である。一定の好ましい実施形態では、Mは、−R−X−C(=X)−又は−R−X−(YX)P(=X)−X−であるが、さらに好ましくはMは、−CHO−C(=O)又は−CHO−(HO)P(=O)−O−である。一定の他の好ましい実施形態では、Mは、−R−X−C(=X)−又は−R−C(=X)−X−である。さらに他の好ましい実施形態では、Mは、−R−X−(YX)P(=X)−X−又は−X−(YX)P(=X)−X−R−であり、ここで、X又はXの少なくとも1個は、Sである。さらに他の好ましい実施形態では、Mは、直接結合である。
【0180】
上式中、Zは、直接結合又は親水性ポリマーである。好ましい親水性ポリマーは、ポリアルキレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリホスファゼン、ポリ(ヒドロキシアルキルカルボン酸)及びポリオキサゾリジンからなる群から選択される。さらに好ましくは、Zは、ポリアルキレンオキシドからなる。特に好ましくは、Zは、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールからなる群から選択されるポリアルキレンオキシドであるが、ポリエチレングリコールが、さらに好ましい。一定の他の好ましい実施形態では、Zは、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールを含むポリアルキレンオキシド以外の親水性ポリマーである。Zの分子量は、例えば、化合物の特定の最終使用に応じて変動してよい。好ましくは、Zは、約100から約10000の範囲及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せの分子量を有するポリマーである。さらに好ましくは、Zは、約1000から約5000の分子量を有するポリマーである。約1から約3、及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せの範囲の多分散性を示すポリマーも好ましい。さらに好ましくは、Zは、約1より大きく、2までの多分散性を有するポリマーであるが、約1より大きく、約1.5までの多分散性が特に好ましく、約1より大きく、約1.2までの多分散性が、さらに好ましい。別の好ましい実施形態では、Zは、直接結合である。
【0181】
上式中、Qは、ターゲッティングリガンド又はその前駆体である。Qが、ターゲッティングリガンドである実施形態では、Qは好ましくは、前記で詳述した様々なターゲッティングリガンドから選択される。したがって、例えば、Qは好ましくは、心筋細胞、内皮細胞、上皮細胞、腫瘍細胞及び糖タンパク質GPIIbIIIa受容体からなる群から選択される細胞又は受容体をターゲットとする。一定の好ましい実施形態では、Qは、心筋細胞、内皮細胞、上皮細胞及び糖タンパク質GPIIbIIIa受容体からなる群から選択される細胞又は受容体をターゲットとする。加えて、Qが、ターゲッティングリガンドである実施形態では、Qは好ましくは、タンパク質、ペプチド、糖類、ステロイド、ステロイド類似体、生物活性剤及び遺伝物質からなる群から選択される。これら後者の実施形態では、Qは好ましくは、タンパク質、ペプチド及び糖類からなる群から選択される。Qがペプチドからなる実施形態では、Qは好ましくは、配列ARg−Gly−Asp(RGD)又は、Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val(KQAGDV)などのAla−Gly−Asp(AGD)を含むか、Qは、例えば、DMP728などの環式ペプチドであってよい(例えば、Mousa et al.,Thrombosis Research,Vol.76(2),pp.109−119(1994)参照、この記載を全て、ここで参照して援用する)。Qが、タンパク質を含む実施形態では、Qは好ましくは、プロテインAである。Qが糖類である実施形態では、Qは好ましくは、単糖類であり、マンノース及びグルコースが特に好ましい。Qが、ターゲッティングリガンドの前駆体である実施形態では、Qは好ましくは、1個又は2個のN、O又はS原子を含有する、部分的に不飽和又は芳香族の5員又は7員の単環を含み、マレイミド成分又はピリジル成分がさらに好ましい。
【0182】
上式中、Rはそれぞれ独立に、1から約50個及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せの炭素からなるアルキル又は、2から約50個及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せの炭素からなるアルケニルである。好ましくは、Rはそれぞれ独立に、1個より多く、約40個までの炭素からなるアルキルである。さらに好ましくは、Rはそれぞれ独立に、約5から約30個の炭素からなるアルキルである。特に好ましくは、Rはそれぞれ独立に、約10から約30個の炭素からなるアルキルであり、約15から約28個の炭素からなるアルキルが、さらに好ましい。一定の好ましい実施形態では、Rは、約15から約17個の炭素からなる直鎖アルキルである。さらに、Rは好ましくは、縮合したシクロアルキル及び/又はシクロアルケニルである。これら後者の実施形態では、Rは好ましくは、約10から約40個の炭素からなる一定の縮合したシクロアルキル及び/又はアルケニルであり、約20から30個の炭素からなる縮合したシクロアルキル及び/又はアルケニルがさらに好ましい。特に好ましい縮合したシクロアルキル及び/又はアルケニル基は、コレステロールである。
【0183】
上式中、Rはそれぞれ独立に、直接結合又は1から約30個の炭素及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せからなるアルキレンである。好ましくは、Rはそれぞれ独立に、1から約20個の炭素からなるアルキレンである。さらに好ましくは、Rはそれぞれ独立に、1から約10個の炭素からなるアルキレンである。特に好ましくは、Rはそれぞれ独立に、1から約5個の炭素からなるアルキレンであり、メチレンが特に好ましい。別の好ましい実施形態では、Rは、直接結合である。
【0184】
上式中、R及びRはそれぞれ独立に、水素又は1から約10個の炭素及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せからなるアルキルである。好ましくは、R及びRはそれぞれ、水素又は1から約5個の炭素からなるアルキルであり、さらに好ましくは、R及びRはそれぞれ、水素である。
【0185】
上式中、Rはそれぞれ独立に、直接結合又は又は1から約30個の炭素及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せからなるアルキレンである。好ましくは、Rはそれぞれ独立に、直接結合又は1から約20個の炭素からなるアルキレンである。さらに好ましくは、Rはそれぞれ独立に、直接結合又は1から約10個の炭素からなるアルキレンである。特に好ましくは、Rはそれぞれ独立に、直接結合又は1から約5個の炭素からなるアルキレンである。さらに好ましくは、Rはそれぞれ、直接結合又は−(CH−であり、ここで、xは、1又は2である。
【0186】
上式の化合物中、X、X、X、R及びMのうちの3個又はそれ以上が直接結合である場合には、Zは、親水性ポリマーである。好ましくは、X、X、X、R及びMのうちの2個又はそれ以上が直接結合である場合には、Zは、親水性ポリマーである。さらに好ましくは、X、X、X、R及びMのうちの1個又はそれ以上が直接結合である場合には、Zは、親水性ポリマーである。
【0187】
上式の化合物中、Zが直接結合である場合には、X、X、X、R及びMのうちの3個又はそれ以上は、直接結合以外である。好ましくは、Zが直接結合である場合には、X、X、X、R及びMのうちの4個又はそれ以上は、直接結合以外である。さらに好ましくは、Zが直接結合である場合には、X、X、X、R及びMは全て、直接結合以外である。
【0188】
ここでは、次式の化合物も提供する
【化20】
Figure 2005500245
[上式中、
Lは、疎水性化合物であり;
Pは、架橋基であり;かつ
Tは、ターゲッティングリガンドである]。一般に、Lは、前記の脂質を含む、生体適合性脂質などの様々な適切な疎水性化合物のいずれかから選択することができる。好ましい実施形態では、Lは、レシチン、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、カルジオリピン、コレステロールアミン、リゾホスファチド、エリスロ−スフィンゴシン、スフィンゴミエリン、セラミド、セレブロシド、飽和リン脂質、不飽和リン脂質、クリールリン脂質、脂肪酸及びステロイドからなる群から選択される脂質である。さらに好ましくは、Lは、レシチン、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、脂肪酸及びステロイドからなる群から選択される脂質である。特に好ましくは、Lは、1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン、1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン、1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−[ホスホ−rac−(1−グリセロール)]、1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスフェート、1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−[ホスホ−セリン]、リゾホスファチジルコリン、リゾホスファチジルグリセロール、1,2−ジアシル−sn−グリセロール、例えば、1,2−ジオクタノイルエチレングリコール、1,2−ジカプロイルエチレングリコール、1,2−ジラウロイル−エチレングリコール、1,2−ジミリストイルエチレングリコール、1,2−ジパルミトイルエチレングリコール及び1,2−ジオレオイルエチレングリコールなどの1,2−ジアシルエチレングリコール、N−(n−カプロイルアミン)−1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン、N−ドデカニルアミン−1、2−ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン、N−スクシニル−1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン、N−グルタリル−1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン、N−ドデカニル−1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン、ステアリン酸などの脂肪酸及びコレステロールなどのステロイドからなる群から選択される脂質である。
【0189】
他の好ましい実施形態では、Lは、アルブミンを含むタンパク質である。さらに他の好ましい実施形態では、Lは、アクリル酸、メタクリル酸、エチレンイミン、クロトン酸、アクリルアミド、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、乳酸、グリコール酸、ε−カプロラクトン、アクロレイン、シアノアクリレート、ビスフェノールA,エピクロロヒドリン、アクリル酸ヒドロキシアルキル、シロキサン、ジメチルシロキサン、酸化エチレン、酸化プロピレン、エチレングリコール、酸化プロピレン、エチレングリコール、メタクリル酸ヒドロキシアルキル、N−置換アクリルアミド、N−置換メタクリルアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、2,4−ペンタジエン−1−オール、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、p−アミノ−スチレン、p−アミノベンジルスチレン、スチレンスルホン酸ナトリウム、2−スルホキシエチルメタクリル酸ナトリウム、ビニルピリジン、メタクリル酸アミノエチル及び塩化2−メタクリロイルオキシトリメチル−アンモニウムからなる群から選択されるモノマーから調製された合成ポリマー又はコポリマーを含むポリマーである。さらに、Lが、ポリアクリル酸、ポリエチレンイミン、ポリメタクリル酸、ポリメチルメタクリレート、ポリシロキサン、ポリジメチルシロキサン、ポリ乳酸、ポリ(ε−カプロラクトン)、エポキシ樹脂、ポリ(酸化エチレン)、ポリ(酸化プロピレン)、ポリ(エチレングリコール)、ポリアミド、ポリビニリデン−ポリアクリロニトリル、ポリビニリデン−ポリアクリロニトリル−ポリメチルメタクリレート及びポリスチレン−ポリアクリロニトリルからなる群から選択される合成ポリマー又はコポリマーを含むポリマーである化合物も好ましい。これらのポリマーのうち、ポリビニリデン−ポリアクリロニトリルコポリマーが、好ましい。
【0190】
上式の化合物中、Pは、様々な長さの架橋基である。好ましい実施形態では、Pは、親水性ポリマーである。さらに好ましい実施形態では、Pは、ポリアルキレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリホスファゼン、ポリ(ヒドロキシアルキルカルボン酸)及びポリオキサゾリジンからなる群から選択される親水性ポリマーである。さらに好ましくは、Pは、ポリアルキレンオキシドポリマーであり、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールが、さらに好ましく、ポリエチレングリコールが、特に好ましい。
【0191】
上式中、Tは、ターゲッティングリガンドである。好ましい実施形態では、Tは、前記で詳述した様々なターゲッティングリガンドから選択することができる。したがって例えば、Tは好ましくは、心筋細胞、内皮細胞、上皮細胞、腫瘍細胞及び糖タンパク質GPIIbIIIa受容体からなる群から選択される細胞又は受容体をターゲットとする。一定の好ましい実施形態では、Tは好ましくは、心筋細胞、内皮細胞、上皮細胞及び糖タンパク質GPIIbIIIa受容体からなる群から選択される細胞又は受容体をターゲットとする。加えて、Tは好ましくは、タンパク質、ペプチド、糖類、ステロイド、ステロイド類似体、生物活性剤及び遺伝物質からなる群から選択される。これら後者の実施形態では、Tは好ましくは、タンパク質、ペプチド及び糖類からなる群から選択される。Tがペプチドからなる実施形態では、Tは好ましくは、例えば、Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val(KQAGDV)などの配列Arg−Gly−Asp(RGD)又はAla−Gly−Asp(AGD)を含む配列Gly−Asp(GD)を含むか、又はTは、DMP728などの環式ペプチドである(例えば、Mousa et al.,Thrombosis Research,VOl.76(2),pp.109−119(1994)参照、この記載を全て、ここで参照して援用する)。さらに、アテローム硬化、特にアテローム斑をターゲットとするターゲッティングリガンドも好ましい。
【0192】
糖類基を含むターゲッティングリガンドの場合には、適切な糖類成分には例えば、単糖類、二糖類及び多糖類が含まれる。代表的な単糖類は、6個の炭素を含み、これらの単糖類には、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、フルクトース、プシコース、ヴェルボース(verbose)及びタガトースが含まれる。5炭素糖類には、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、リブロース及びキシルロースが含まれる。4炭素糖類には、エリトロース、トレオース及びエリトルロースが含まれる。二糖類には、スクロース、ラクトース、マルトース、イソマルトース及びセロビオースが含まれる。糖類支持ターゲッティング脂質は、後記で詳述するマルチステップの有機合成アプローチにより合成することができる。例えば、脂質支持ターゲッティンググルコース成分を例えば、α−グルコピラノシルブロミドテトラベンジルと、ω−トリフルオロアセチルアミノポリエチレングリコールと反応させて、ω−グルコピラノシルテトラベンジル−ω’−トリフルオロアセチルアミノポリエチレングリコールを得ることにより調製することができる。次いでこれを、炭酸ナトリウム又は炭酸カリウム溶液中で加水分解し、次いで、水素化すると、ω−グルコピラノシル−ω’アミノ−ポリエチレングリコールが得られる。アミノグリコピラノシル末端ポリエチレングリコールを次いで、N−DPGS−スクシンイミドと反応させると、脂質支持糖類DPGS−NH−PEG−グルコースが生じる。梗塞した心筋をターゲットとするターゲッティングリガンドも好ましい。一定の実施形態では、ターゲッティングリガンドは、ガン細胞をターゲットとする。
【0193】
本発明の特に好ましい実施形態では、次式を有する化合物を提供する
【化21】
Figure 2005500245
[上式中、
及びXは独立に、直接結合あるいは−O−、−S−、−N(R)−、−C(=X)−、−C(=X)−N(R)−、−N(R)−C(=X)−及び−C(=X)−N(R)−C(=X)−からなる群から選択される架橋原子又は基であり;
は、−O−又は−S−であり;
は、約7個から約23個の炭素からなるアシルであり;
は、水素又は低級アルキルであり;
は、直接結合又は1から約10個の炭素からなるアルキレンであり;
は、約7個から約23個の炭素からなるアシルであり;
は、水素又は低級アルキルであり;
及びRは独立に、直接結合又は1から約10個の炭素からなるアルキレンであり;
は、水素又は低級アルキルであり;
Pは、親水性ポリマーの基であり;かつ
Tは、心筋細胞、内皮細胞、上皮細胞、腫瘍細胞及び糖タンパク質GPIIbIIIa受容体からなる群から選択される細胞又は受容体をターゲットとするターゲッティングリガンドである]。
【0194】
上式(IV)中、特定の式又は置換基中に、記号が1回より多く現れる場合、その意味は、それぞれの場合で、相互に独立している。
【0195】
さらに、上式(IV)中で、2個又はそれ以上の隣接する記号のそれぞれが、「直接結合」と定義されていて、複数の隣接する直接結合が生じている場合、複数の隣接する直接結合は、単一の直接結合に変わる。
【0196】
上式(IV)中で、X及びXは独立に、直接結合あるいは−O−、−S−、−N(R)−、−C(=X)−、−C(=X)−N(R)−、−N(R)−C(=X)−及び−C(=X)−N(R)−C(=X)−からなる群から選択される架橋原子又は基である。好ましい実施形態では、X及びXは独立に、−C(=X)−、−C(=X)−N(R)−、−N(R)−C(=X)−及び−C(=X)−N(R)−C(=X)−から選択される架橋基である。さらに好ましい実施形態では、Xは、−C(=X)−N(R)−C(=X)−であり、Xは、−C(=X)−である。
【0197】
及びXの定義中、Xは、−O−又は−S−である。好ましい実施形態では、Xは、−O−である。
【0198】
上式(IV)中で、Rは、約7個から約23個の炭素からなるアシルである。好ましい実施形態では、Rは、約10個から約22個の炭素からなるアシルであり、約15個から約20個の炭素が、さらに好ましい。特に好ましい実施形態では、Rは、約17個から約19個の炭素からなるアシルであり、約18個の炭素が、さらに好ましい。
【0199】
上式(IV)中で、Rは、水素又は低級アルキルである。好ましい実施形態では、Rは、水素である。
【0200】
上式(IV)中で、Rは、直接結合又は1個から約10個の炭素からなるアルキレンである。好ましくは、Rは、1個から約3個の炭素からなるアルキレンであり、メチレンが、さらに好ましい。
【0201】
上式(IV)中で、Rは、約7個から約23個の炭素からなるアシルである。好ましい実施形態では、Rは、約10個から約22個の炭素からなるアシルであり、約15個から約20個の炭素が、さらに好ましい。特に好ましい実施形態では、Rは、約17個から約19個の炭素からなるアシルであり、約18個の炭素が、特に好ましい。
【0202】
上式(IV)中で、Rは、水素又は低級アルキルである。好ましい実施形態では、Rは、水素である。
【0203】
上式(IV)中で、R及びRは独立に、直接結合又は1から約10個の炭素からなるアルキレンである。好ましくは、R及びRは独立に、直接結合又は低級アルキレンである。さらに好ましくは、Rは、直接結合であり、Rは、低級アルキレンである。特に好ましくは、Rは、エチレンである。
【0204】
上式(IV)中で、Rは、水素又は低級アルキルである。好ましい実施形態では、Rは、水素である。
【0205】
上式(IV)中で、Pは、親水性ポリマーである。親水性ポリマーは、架橋基に関する前記の検討に関連して同定された親水性ポリマーのいずれかであってよい。好ましい実施形態では、Pは、ポリアルキレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリホスファゼン、ポリ(ヒドロキシアルキルカルボン酸)及びポリオキサゾリジンからなる群から選択される親水性ポリマーである。さらに好ましくは、Pは、ポリアルキレンオキシドポリマーであり、ポリエチレングリコール(PEG)及びポリプロピレングリコールがさらに好ましく、ポリエチレングリコールが、特に好ましい。好ましくは、PEGポリマーは、約1000から約7500及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せの分子量及び特定分子量を有する。さらに好ましくは、PEGポリマーは、約2000から約5000の分子量を有し、約3000から約4000の分子量がさらに好ましい。特に好ましい実施形態では、PEGポリマーは、約3400の分子量を有する。
【0206】
上式(IV)中で、Tは、心筋細胞、内皮細胞、上皮細胞、腫瘍細胞及び糖タンパク質GPIIbIIIa受容体からなる群から選択される細胞又は受容体をターゲットとするターゲッティングリガンドである。ターゲッティングリガンドは、ターゲッティングリガンドに関する前記の検討に関連して前記で同定されたターゲッティングリガンドのいずれかであってよい。好ましい形態では、ターゲッティングリガンドは、次式のペプチドを含む:
【化22】
Figure 2005500245
【0207】
上式中、m及びnは独立に、1から約100の整数及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せである。好ましい実施形態では、m及びnは独立に、1から約50の整数であり、1から約20の整数が、さらに好ましい。特に好ましくは、m及びnは独立に、1から約10の整数であり、1から約5の整数が、さらに好ましい。特に好ましい実施形態では、nは、1、2又は3であるのが、特に好ましく、mは、1である。
【0208】
上式中、Yaaは、アルギニン、ホモアルギニン及びリシン−N−アセトイミデートから選択され、後者は、次式を有する
【化23】
Figure 2005500245
【0209】
前記のターゲッティングリガンド式中、Xaa及びZaaは独立に、天然アミノ酸及び合成アミノ酸からなる群から選択される。特定の式又は置換基中に、記号が1回より多く現れる場合、その意味は、それぞれの場合で、相互に独立していることが、意図されている。したがって、例えば、nが3である場合、Xaaはそれぞれ、同一であるか、それぞれ、異なるアミノ酸である。一定の好ましい実施形態では、Xaaはそれぞれ、グリシンであり、Zaaは、セリンである。
【0210】
他の好ましい実施形態では、Xaa及びZaaは独立に、イオウ含有アミノ酸から選択される。適切なイオウ含有アミノ酸には例えば、D−システイン、L−システイン、D−ペニシラミン及びL−ペニシラミンが含まれる。このような実施形態では、イオウ含有アミノ酸は、次式で示されるようなジスルフィドブリッジを介して相互に結合していてよい
【化24】
Figure 2005500245
[上式中、
Saaはそれぞれ独立に、イオウ含有アミノ酸である]。上式中、x及びyはそれぞれ独立に、0から約100の整数及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せであってよく、0から約20の整数がさらに好ましい。特に好ましくは、x及びyは独立に、0から約10の整数であり、0から約5の整数が、さらに好ましい。
【0211】
式(IV)の化合物は、例えば、下記のように合成の容易さ、診断的有効性、高い生体適合性及び/又は改善されたターゲッティング有効性を含む、望ましい利点を提供する。
【0212】
ターゲッティングリガンドは、様々な方法で本発明の組成物に導入することができる。一般には、例えば脂質、タンパク質又はポリマー、さらに補足的安定化物質を含む生体複合体の疎水性部分が例えば含まれる、組成物中に含まれる1種又は複数の物質と共有結合により、又は非共有結合により会合させることにより、ターゲッティングリガンドを本組成物に導入することができる。好ましい形態では、ターゲッティングリガンドは、本発明の組成物中に含まれる1種又は複数の前記の物質と共有結合により会合している。前記のように、本発明の好ましい組成物は、脂質、タンパク質又はポリマー化合物を含む。これらの組成物中で、ターゲッティングリガンドは好ましくは、脂質、タンパク質又はポリマー化合物と共有結合により会合する。
【0213】
ターゲッティングリガンドが脂質、タンパク質、ポリマー及び/又はベシクルがそれによって会合する代表的な共有結合には例えば、アミド(−CONH−);チオアミド(−CSNH−);エーテル(ROR’、ここで、R及びR’は、同じか、又は異なり、水素以外である);エステル(−COO−);チオエステル(−COS−);−O−;−S−;−S−、ここで、nは、1よりも大きく、好ましくは約2から約8、さらに好ましくは約2;カルバメート;−NH−;−NR−、ここでRは、アルキル、例えば1から約4個の炭素からなるアルキル;ウレタン;及び置換されたイミデート;及びこれらの2つ又はそれ以上の組合せが含まれる。ターゲッティングリガンドと例えば脂質との間の共有結合は、リガンドの配座的及びトポグラフィー的柔軟性を高めるスペーサーとして作用する分子を使用することにより達成することができる。このようなスペーサーの例には例えば、コハク酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタ二酸など、さらに、例えば6−アミノヘキサン酸、4−アミノブタン酸などの変性されたアミノ酸が含まれる。加えて、ペプチド成分を含むターゲッティングリガンドの場合には、側鎖−側鎖架橋が、側鎖−末端架橋及び/又は末端−末端架橋と共に補足される。さらに、ジメチルスベリイミデートなどの小さいスペーサー分子を、同様の目的を達成するために使用することができる。グルテルアルデヒド(gluteraldehyde)などのシッフ塩基型反応で使用されるものを含む薬剤を使用することもできる。還元アミノ化手順を使用することを介して、結合が可逆的となりうるシッフ塩基結合を、より永続的な共有結合にすることができる。これは例えば、水素化アルミニウムリチウム還元剤、あるいはジイソブチル水素化アルミニウムリチウム(DIBAL)、ホウ水素化ナトリウム(NaBH)又はシアノホウ水素化ナトリウム(NaBHCN)を含む、より穏やかなその類似体などの化学的還元剤を必要とする。
【0214】
脂質、タンパク質及び/又はポリマーを含む、本組成物中の物質にターゲッティングリガンドを共有結合させることは、本記載をもとに、当技術分野の専門家には容易に分かるであろう合成有機技術を使用して達成することができる。例えば、よく知られているカップリング剤又は活性化剤を使用することで、ターゲッティングリガンドを、脂質を含む物質に結合させることができる。専門家には知られているように、活性化剤は通常、求核性である。この求核性を使用して、共有結合の形成を惹起することができる。使用することができる代表的な活性化剤には例えば、カルボニルジイミダゾール(CDI)、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)、塩化メチルスルホニル、Castro試薬及び塩化ジフェニルホスホリルが含まれる。
【0215】
共有結合は、架橋及び/又は重合を伴ってよい。架橋とは好ましくは、化学的な共有結合により鎖の一定の炭素原子を結合する元素、基又は化合物からなるブリッジによる、ポリマー分子の2個の鎖の結合のことである。例えば、架橋は、シスチン基のジスルフィド結合により結合されるポリペプチドで生じうる。例えば、(1)化学物質(架橋剤)を加え、混合物を熱にさらすことにより、又は(2)ポリマーに高エネルギー放射線を与えることにより、架橋を達成することができる。異なる長さ及び/又は官能性の様々な架橋剤又は「つなぎ」が例えば、R.L.Lunbland,Techniques in Protein Modification,CRC Press,Inc.,Ann Arbor,MI.pp.249−68(1995)に記載されており、この記載をここでは全て、参照して援用する。代表的な架橋剤には例えば、3,3’−ジチオビス(スクシンイミジルプロピオネート)、ジメチルスベリミデート及び、炭化水素鎖に基づくそれらのバリエーション及びビス−N−マレイミド−1,8−オクタンが含まれる。
【0216】
好ましい実施形態では、ターゲッティングリガンドは、架橋基を介して、脂質、タンパク質又はポリマー又は他の安定化物質に架橋又は結合することができる。様々な架橋基を利用することができ、本記載を得れば、当技術分野の専門家には分かるであろう。好ましくは、架橋基は、親水性ポリマーを含む。例えば適切な親水性架橋ポリマーには、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)及びポリプロピレングリコール(PPG)などのポリアルキレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、例えばポリメタクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド及びポリヒドロキシプロピルメタクリルアミドなどのポリアクリルアミド、アクリル酸ポリヒドロキシエチル、メタクリル酸ポリヒドロキシプロピル、ポリメチルオキサゾリン、ポリエチルオキサゾリン、ポリヒドロキシエチルオキサゾリン、ポリヒドロキシプロピルオキサゾリン、ポリビニルアルコール、ポリホスファゼン、ポリ(ヒドロキシアルキルカルボン酸)、ポリオキサゾリジン及びポリアスパルタミドが含まれる。親水性ポリマーは好ましくは、PEG、PPG、ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドン及びこれらのコポリマーからなる群から選択され、PEG及びPPGポリマーがさらに好ましく、PEGポリマーが特に好ましい。したがって、例えばDPPE−PEGを含む脂質支持ポリマーを含む脂質組成物に関する実施形態では、ターゲッティングリガンドは直接、脂質に結合しているポリマーに結合していて、例えば、DPPE−PEG−TLの複合体をもたらす(ここで、TLは、ターゲッティングリガンドである)。したがって、例えばDPPE−PEG5000などの例DPPE−PEGを使用すると、前記の複合体は、DPPE−PEG5000−TLとして表すことができる。架橋基として使用される親水性ポリマーは好ましくは、二官能性ポリマー、例えばジアミノ−PEGなどの二官能性PEGである。この場合、PEG基の一方の末端は例えば、脂質化合物に結合していて、遊離の末端では、アミド結合を介してターゲッティングリガンドに結合している。一方の末端では、末端カルボキシレート基で、かつ他方の末端では末端アミノ基で置換されている親水性ポリマー、例えばPEGを使用することもできる。これらの後者の二官能性親水性ポリマーが好ましい。それというのも、これらは、アミノ酸に対して様々な類似を有するためである。
【0217】
2個の独特な末端官能基を有する架橋基を使用して、ターゲッティングリガンドを脂質に結合するために、標準的なペプチド方法論を使用することができる。二官能性親水性ポリマー、特に二官能性PEGは、標準的な有機合成方法論を使用して、合成することができる。加えて、これらの材料のうちの多くは、市販されている。例えば、α−アミノ,ω−カルボキシPEGは、Shearwater Polymers(Huntsville、AL)から市販されている。架橋基としてPEG材料を使用することの利点は、エチレングリコールのモノマーサブユニットの数が、例えば約5の少数でも、例えば約500またそれ以上の多数であってもよいように、PEGのサイズを変動させることができることである。したがって、「つなぎ」又は架橋の長さは、望ましいように変動させることができる。例えば、使用される特定のターゲッティングリガンドに応じて、このことは重要である。例えば、大きなタンパク質分子を含むターゲッティングリガンドは、膜結合タンパク質を模すように、短いつなぎを必要とする。短いつなぎにより、ベシクルが、細胞に対する緊密さを維持するようにすることもできる。生物活性剤を含むベシクルに関しては、これを使用するのが有利であり、その際、細胞に輸送される生物活性剤の濃度を、有利に高めることができる。
【0218】
短いつなぎをもたらす他の適切な架橋基は、グリセルアルデヒドである。シッフ塩基反応を介して、グリセルアルデヒドを、例えばDPPEに結合させることができる。後続のアマドリ転移により、かなり短い架橋基が得られる。次いで、シッフ塩基のβカルボニルを、ターゲッティングタンパク質又はペプチドのリシン又はアルギニンと反応させて、ターゲット脂質を生じさせる。
【0219】
特に、脂質、タンパク質及び/又はポリマーを含む本発明の組成物中で使用される化合物は、適切なカップリング条件を使用して、親水性ポリマー架橋基のカルボン酸又はカルボン酸誘導体と反応することができ、本記載を得れば、当技術分野の専門家には理解されるであろう、例えばヒドロキシ、チオ及びアミン基などの様々な官能基を含有してよい。カルボン酸基(又はその誘導体)と官能基、例えば、ヒドロキシ、チオ又はアミン基とが反応して、エステル、チオエステル又はアミド基が生じた後に、当技術分野の専門家にはよく知られている手順を使用して、保護されている官能基を脱保護することができる。ここで使用する場合、保護基との用語は、官能基の反応をブロックするために使用することができ、望ましい場合には除去して、未保護の官能基を生じさせることができる成分のことである。様々な保護基を使用することができ、これらは、例えば、保護されるべき基が、アミン、ヒドロキシル又はカルボキシル成分であるかに応じて、変わりうる。官能基がヒドロキシル基である場合には、適切な保護基には例えば、一定のエーテル、エステル及びカルボネートが含まれる。このような保護基は例えば、Greene,TW and Wuts,PGM,“Protective Groups in Organic Synthesis”John Wiley,New York,2nd Edition(1991)に記載されており、この記載をここでは全て、参照して援用する。アミン基のための代表的な保護基には例えば、t−ブチルオキシカルボニル(Boc)、ベンジルオキシカルボニル(Cbz)、o−ニトロベンジルオキシカルボニル及びトリフルオロアセテート(TFA)が含まれる。
【0220】
シッフ塩基を生じさせることにより、例えば、グルタルアルデヒドなどのカップリング剤を使用することにより、例えば、ベシクル中に含有されているポリマーのバックボーン上に存在しうるアミン基を、親水性架橋ポリマー上のアミン基と結合させることができる。この結合の例は、Allcock et al.,Macromolecules Vol.19(6),pp.1502−1508(1986)に記載されており、この記載をここで全て、参照して援用する。例えば、ベシクルがポリリシンから処方されている場合には、遊離アミノ基を、ベシクルの表面上にさらすことができ、これらの遊離アミン基は、前記のように活性化することができる。次いで、活性化されたアミン基を使用して、例えば、ω−ヒドロキシ基がカルボネート基で保護されているα−アミノ−ω−ヒドロキシ−PEGなどの官能化親水性ポリマーに結合させることができる。反応が終了した後に、カルボネート基を除去して、末端ヒドロキシ基を、適切なターゲッティングリガンドに反応させるために活性化させることができる。一定の実施形態では、例えばポリジクロロホスファジンなどの塩素含有ホスファゼン基中の塩素原子を置換することにより、ベシクル表面を活性化することができる。続いて、ターゲッティングリガンドを加え、水又は水性メタノールで残留しているクロリド基をクエンチすることにより、結合している生成物が得られる。
【0221】
加えて、ポリ(ジフェノキシホスファゼン)を合成し(Allcock et al.,Macromolecules Vol.(1986)19(6),pp.1502−1508)、例えばDPPE上に固定化し、引き続き、硝酸及び無水酢酸からなる混合物を加えることにより、フェノキシ成分をニトロ化することができる。次いで、例えば、(1)0.1Mのリン酸緩衝液(pH11)中の臭化シアンで処理し、引き続き、遊離アミノ成分を含有するターゲッティングリガンドを加えて、結合している尿素類似体を生じさせることにより、かつ/又は(2)亜硝酸ナトリウムを使用して、ジアゾニウム塩を生じさせ、引き続き、ターゲッティングリガンドを加えて、結合しているリガンドを生じさせるか、かつ/又は(3)ジアルデヒド、例えば、前記のようなグルタルアルデヒドを使用して、シッフ塩基を生じさせることにより、後続のニトロ基を活性化することができる。DPPEを親水性ポリマー及びターゲッティングリガンドと架橋させた後に、ここに記載の手順を使用して、ベシクルを処方することができる。
【0222】
シッフ塩基を生じさせることにより、前記のように、ポリマー上のアルデヒドをアミンとカップリングさせることができる。このカップリング手順の例は、Allcock and Austin Macromolecules vol 14.p1616(1981)に記載されており、この記載をここで全て、参照して援用する。
【0223】
前記の手順では、脂質、例えば、ホスファチジルグリセロール又はホスファチジルエタノールアミンのポリマー又は末端を好ましくは、活性化させて、その末端が適切な方法でブロックされている親水性ポリマー架橋基にカップリングさせる。この方法の例としては、t−Boc保護されている末端アミノ基及び遊離カルボキシレート末端を有するα−アミノ,ω−カルボキシPEG−4000を、N−メチルピロリドン中のヒドロキシベンゾトリアゾールの存在下に、1,1’−カルボニルジイミダゾールを用いて活性化させることができる。ホスファチジルエタノールアミンを加えた後に、トリフルオロ酢酸(TFA)を用いて、遊離アミン基を残すことにより、t−Boc基を除去する。次いで、リガンドを同様に活性化して、アミンを、例えばペプチド、タンパク質、アルカロイド又は他の成分を含んでよいターゲッティングリガンドと反応させて、脂質−架橋基−ターゲッティングリガンド複合体を得る。前記の方法に加えて、他の方法を使用して、脂質−架橋基−ターゲッティングリガンド複合体を調製することもできる。一般に、これらの方法は、合成有機化学の分野の専門家には通常知られている合成方法を使用する。
【0224】
当技術分野の専門家には知られているように、免疫グロブリンは通常、「ヒンジ」領域と同定される柔軟な領域を含む。例えば、“Concise Encyclopedia of Biochemistry”,Second Edition,Walter de Gruyter & Co.,pp.282−283(1988)参照。ヒンジ領域のチオールのよく定義されているサイトを使用して、Fab’断片を、脂質、ポリマー、タンパク質及び/又はベシクルに架橋することができる。これは、Fab’断片をカップリングするために好ましい領域である。それというのも、強力な接合サイトは、抗原識別サイトからは離れているためである。一般に、適切に調製されていない限り、ヒンジ基のチオールを使用することは困難である。特に、Shahinian及びSalvias(Biochimica et Biophysica Acta,Vol 1239(1995)157−167)によって概説されているように、チオール基を減らして、例えば、マレイミド誘導架橋基にカップリングするために利用することができるようにすることが重要である。通常使用される還元剤の例は、エタンジチオール、メルカプトエタノール、メルカプトエチルアミン又はより一般的に使用され、クレランド試薬とも称されるジチオトレイトールである。しかしながら、ジチオトレイトールなどの一定の還元剤を利用する場合に、過還元が生じうるので、注意を払うべきであることを特記すべきである。過還元及び後続の変性又は構造変化に基づき、その活性又は結合能が低下しうるタンパク質では、還元剤の選択的な使用が必要である。例えば、Shahinian,S.and Salvias,J.R.(1995)Biochim.Biophys.Acta 1239,157−167参照。
【0225】
抗体をペプシン(60μg/ml)と共に、0.1Mの酢酸ナトリウム(pH4.2)中で4時間、37℃でインキュベーションすることにより、F(ab’)抗体断片を調製することができる。2MのTris(pH8.8)を、最終濃度80mMになるまで加えることにより、消化を終えることができる。次いで、遠心分離(10000×g、30分、4℃)により、F(ab’)断片を得る。次いで、上澄みを4℃で、150mMのNaCl、20mMのホスフェートに対して、pH7.0で透析することができる。次いで、これを、Protein A−Sepharose CL−4Bのカラムで、クロマトグラフィー処理して、未消化のIgGを除去することができる。次いで、溶液を十分に脱ガスし、使用する前に窒素でパージすることにより、Fab’断片を調製することができる。F(ab’)断片を、5mg/mlの濃度で供給し、アルゴン下に、30mMのシステイン中で還元する。もしくは、システアミンを使用することができる。100mMのTris(pH7.6)を、緩衝液として、15分間、37℃で使用することもできる。次いで、溶液を、等容量の適切な実験用緩衝液で2倍に希釈し、Bio−Gel P−6DGの0.4mlスピンカラムで遠心脱水することができる。生じたFab’断片は、マレイミド架橋基へのそのカップリングにおいて、より効果的である。例えば、マレイミドスペーサーにカップリングするための、システイン基を含有する他の高分子で、同じ手順を使用することもできる。さらに、システイン基を含有するならば、ペプチドを使用することもできる。ペプチドが新たに作られたものではなく、ペプチド構造内のシステイン基が酸化されている可能性がある場合には、前記のアプローチを使用して、チオール基を再生させる必要がある。
【0226】
付加的な架橋基は、二官能性スペーサーにカップリングするために使用することができる脂質の他の誘導体を含みうる。例えば、ホスファチジルエタノールアミン(PE)を、二官能性剤にカップリングさせることができる。例えば4−(p−マレイミド−フェニル)酪酸N−スクシンイミジル(SMPB)及び3−(2−ピリジルジチオール)プロピオン酸N−スクシンイミジル(SPDP)、トランス−4−(N−マレイミジルメチル)シクロヘキサン−1−カルボン酸N−スクシンイミジル(SMCC)及び3−マレイミジル安息香酸N−スクシンイミジル(SMB)を使用して、例えば、官能化脂質MPB−PE及びPDP−PEを生じさせることができる。
【0227】
アミン又はヒドロキシル基などの反応基を含有するポリエチレングリコールエチルアミンなどの親水性スペーサーの遊離末端を使用して、補因子又は他のターゲッティングリガンドを結合することができる。例えば、ポリエチレングリコールエチルアミンを、N−スクシンイミジルビオチン又はp−ニトロフェニルビオチンと反応させて、スペーサー上に有効なカップリング基を導入することができる。例えば、ビオチンをスペーサーにカップリングさせることができ、これは容易に、非共役結合により、タンパク質と結合する。例として、MPB−PEG−DPPEを、次のように合成することができる。PEGの末端に遊離アミノ基を有するDPPE−PEGを、前記のように得る。次いで、SMPB:PEG−DPPEの合成を、クロロホルム中のトリエチルアミン1当量を用いて、1:5のSMPB:DPPE−PEGのモル比で実施することができる。3時間後、反応混合物をアルゴン下に、乾燥するまで蒸発させる。分取薄層クロマトグラフィー(TLC、クロロホルム中50%のアセトンでシリカゲルを展開)により、過剰の未反応のSMPB及び副生成物の大部分を除去する。脂質帯域の上部を、シリカから、クロロホルム中約20〜30%のメタノール(v:v)を用いて抽出すると、純粋完全なMPB−Peg−DPPEを単離することができる。次いで、ストレプタビジン(Streptavidin)をタンパク質にカップリングさせて、次いで、タンパク質を、MPB−PEG−DPPEにカップリングさせることができる。簡単にSPDPをストレプタビジンと共に室温で30分間インキュベーションし、クロマトグラフィーを使用して、未反応のSPDPを除去する。ジチオスレイトール(DTT)を反応混合物に加え、10分後、2−チオピリドンを343nMの濃度で加える。反応混合物の残りを、DTTで還元する(25mM、10分間)。チオール化生成物を、ゲル除去により単離する。生じた、ストレプタビジン標識されたタンパク質を次いで使用して、脂質成分に付いているビオチン化スペーサーに結合させることができる。
【0228】
脂質、タンパク質又はポリマー、ベシクル又は他の安定化物質にターゲッティングリガンドを共有結合させるために使用することができる付加的な方法は例えば、Unger,et al.の米国特許第6090800号及びUngerの米国特許第6028066号に記載されており、これらの記載をここで、全て参照して援用する。
【0229】
本発明の好ましい実施形態では、ターゲット化化合物、即ちターゲット化脂質、タンパク質及びポリマーを、例えば、ターゲット化ミセル、ターゲット化リポソーム、ターゲット化アルブミン被覆ミクロスフェア及び/又はターゲット化ポリマー被覆ミクロスフェアを含むターゲット化ベシクルを生じさせるために使用される組成物中に導入することができる。ベシクルがそれから調製される化合物に付着しているターゲッティングリガンドは、例えば、ベシクル表面の外面に向いていてよい。したがって、受容体及び組織をターゲットとするために使用することができるターゲット化ベシクルが得られる。
【0230】
一定の実施形態では、ターゲッティングリガンドを、非共有結合性会合により本組成物に導入することができる。当技術分野の専門家には知られているように、非共有結合性会合は通常、例えば、該当する分子の極性、場合によっては該当する分子の電荷(正又は負)、分子ネットワークの水素結合の規模などを含む様々な要因の関数である。非共有結合は好ましくは、イオン相互作用、双極子−双極子相互作用、水素結合、親水性相互作用、ファンデルワールス力及びこれらの組合せからなる群から選択される。非共有結合性相互作用を、ターゲッティングリガンドを脂質に、又は直接にベシクル表面に結合するために使用することができる。例えば、アミノ酸配列Gly−Gly−Hisを、好ましくはPEGなどの架橋基によりベシクルの表面に結合させて、銅、鉄又はバナジルイオンを加えることができる。米国特許第5466467号に記載されているように(この記載をここではすべて、参照して援用する)、ヒスチジン基を含有する抗体などのタンパク質は、銅イオンを伴うイオンブリッジを介して、ベシクルに結合することができる。水素結合の例は、脂質組成物に導入することができるカルジオ脂質に関する。
【0231】
ベシクル組成物に関する本発明の好ましい実施形態では、例えば、インビボでのpH及び/又は温度の変化を、ターゲッティングリガンド中での位置の変化、例えば、ベシクル内から、ベシクルの外側壁の外側への位置の変化を促進するために使用することができる。これは、ターゲッティングリガンドがターゲッティングサイト、例えば、GPIIbIIIa受容体などの受容体及び、心筋、内皮及び上皮細胞を含む組織への結合を促進する。それというのも、ターゲッティングリガンドは、このようなターゲッティング部位に対する暴露により高い可能性を有するためである。加えて、高エネルギー超音波を、ベシクルの破裂を促進するために使用することができる。これにより、ターゲッティングリガンドを所望の結合サイトに暴露することができる。
【0232】
本組成物中で使用されるターゲッティングリガンドの濃度は、例えば、使用される特定のターゲッティング剤、ターゲットとなるターゲット受容体又は組織、組成物の他の成分、ターゲッティングリガンドが、例えば脂質、タンパク質、ポリマー又はベシクルなどの組成物の他の成分と共有結合又は非共有結合によって会合しているかどうかに応じて、変動しうる。通常、本組成物中のターゲッティングリガンドの濃度は、低いレベルから始まって、所望の造影強化硬化が達成されるまで高めることができる。ターゲット化疎水性化合物(即ち、例えば、式L−P−Tの化合物又は式(IV)の化合物の場合のように、ターゲッティングリガンドが、共有結合により例えば、脂質に結合している複合体)、さらに未結合又は遊離ターゲッティングリガンド(例えば、ターゲッティングリガンドが、非共有結合により、脂質などの安定化化合物に会合している実施形態のように)を、組成物中で使用されている非結合安定化物質の重量に対して約0.05重量%から約20重量%の範囲の濃度(及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せ)で、組成物中で使用することができる。好ましくは、複合体又は遊離ターゲッティングリガンドを組成物中で、約0.5重量%から約10重量%の濃度で使用することができ、約1重量%から約5重量%の濃度がさらに好ましい。特に好ましくは、複合体又は遊離ターゲッティングリガンドを本組成物中で、約1重量%から約2重量%の濃度で使用することができ、約1.25重量%の濃度がさらに好ましい。他の実施形態では、約5重量%の濃度が特に好ましい。
【0233】
本発明の教示を得れば、専門家には分かるように、本発明の組成物中で使用することができるターゲット化疎水性化合物及び/又は未結合又は遊離のターゲッティングリガンドの濃度は、モル%で表すこともできる。この際には、ターゲット化疎水性化合物及び/又は未結合又は遊離のターゲッティングリガンドを、本発明の組成物中で、組成物中で使用される未結合の安定化物質のモル数に対して、0.05モル%から約10モル%の範囲(及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せ)の濃度で使用することができる。好ましくは、複合体又は遊離ターゲッティングリガンドを、組成物中で、約0.5モル%から約5モル%の濃度で使用することができ、約1モル%から約3モル%の濃度が好ましい。さらに好ましくは、複合体又は遊離ターゲッティングリガンドを、本組成物中で、約1モル%から約2モル%の濃度で使用することができ、約1.8モル%の濃度が特に好ましい。
【0234】
前記のように、本発明の脂質及び/又はベシクル組成物は望ましくは、水性環境中で処方される。これにより、脂質は、その疎水性/親水性の性質により、このような環境中で達成することができるもっとも安定な構造であるベシクルを生じる。このような水性環境を生じさせるために使用することができる希釈剤には例えば、脱イオン水あるいは、好ましくは、ベシクルの形成及び又は安定性あるいは超音波造影剤、MRI造影剤又はCT造影剤診断剤としてのその使用を妨げない塩などの1種又は複数の溶解している溶質を含む水並びに通常の食塩水及び生理食塩水が含まれる。
【0235】
本発明の脂質及び/又はベシクル組成物はさらに、画像診断のための造影剤としてのその有効性を高めるために役立つ慣用の造影剤を含む付加的な造影剤を含有してもよい。
【0236】
したがって、柔軟なベシクル、例えば、脂質から処方されたベシクルあるいは非柔軟なベシクル、例えば、ポリメチルメタクリレートから調製されたベシクルを含むベシクル組成物を提供することは、本発明の範囲内である。
【0237】
本発明の組成物は特に、診断用超音波及び治療用超音波を含む超音波に関して使用することができると、考えられる。超音波中での本発明の組成物の使用は、本記載を通して記載されている。
【0238】
前記のように、本組成物を、コンピュータ断層撮影(CT)造影に関して使用することもできる。CTは、様々な欠点を有しており、通常は、前記の診断技術に比べて、有効性は低い。しかしながら、十分に高い濃度の本発明の造影剤、特にガス充填ベシクル組成物が、該当領域、例えば血餅に輸送されるならば、血餅の全体密度の低減により、血餅をCT画像で検出することができる。通常、前記の血餅を含む該当領域に輸送して、CTにより検出するためには、ガス充填ベシクルの約1/10%から1%以上の濃度(容量ベースに対して)が必要である。
【0239】
本組成物中で使用するために適している代表的な常磁性造影剤には例えば、例えば、安定なニトロキシドなどの安定な遊離のラジカル、さらに、望ましくは、塩の形であってよいか、共有結合又は非共有結合により、その親油性誘導体を含む錯化剤又はタンパク質高分子に結合していてよい遷移元素、ランタニド及びアクチニド元素を含む化合物が含まれる。
【0240】
好ましい遷移元素、ランタニド及びアクチニド元素には例えば、Gd(III)、Mn(II)、CU(II)、Cr(III)、Fe(II)、Fe(III)、Co(II)、Er(II)、Ni(II)、Eu(III)及びDy(III)が含まれる。さらに好ましくは、元素は、Gd(III)、Mn(II)、Cu(II)、Fe(II)、Fe(III)、Eu(III)及びDy(III)、特にMn(II)及びGd(III)であってよい。
【0241】
前記の元素は、望ましい場合には、マンガン塩、例えば塩化マンガン、炭酸マンガン、酢酸マンガンなどの無機塩及びグルコン酸マンガンなどの有機酸及びマンガンヒドロキシルアパタイトを含む塩の形であってよい。他の代表的な塩には、鉄の塩、例えば、硫化鉄及び塩化鉄などの鉄塩が含まれる。
【0242】
これらの元素は、望ましい場合には、共有結合性又は非共有結合性会合により、その親油性誘導体を含む錯化剤に、又はタンパク質高分子に結合していてもよい。好ましい錯化剤には例えば、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、エチレン−ジアミン四酢酸(EDTA)、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N’,N’,N”’−四酢酸(DOTA)、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N’,N”−三酢酸(DOTA)、3,6,9−トリアザ−12−オキサ−3,6,9−トリカルボキシメチレン−10−カルボキシ−13−フェニル−三デカン酸(B−19036)、ヒドロキシベンジルエチレンジアミン二酢酸(HBED)、N,N’−ビス(ピリドキシ−5−ホスフェート)エチレンジアミン、N,N’−二酢酸塩(DPDP)、1,4,7−トリアザシクロノナン−N,N’,N”−三酢酸(NOTA)、1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン−N,N’,N”,N”’−四酢酸(TETA)、クリプタンド(kryptand;大環式錯体)及びデスフェリオキサミンが含まれる。さらに好ましくは、錯化剤は、EDTA、DTPA、DOTA、DO3A及びクリプタンドであり、最も好ましくは、DTPAである。好ましい親油性錯体には、錯化剤EDTA、DOTAのアルキル化誘導体、例えば、N,N’−ビス−(カルボキシデシルアミドメチル−N−2,3−ジヒドロキシプロピル)−エチレンジアミン−N,N’−二酢酸塩(EDTA−DDP);N,N’−ビス−(カルボキシ−オクタデシルアミド−メチル−N−2,3−ジヒドロキシプロピル)エチレンジアミン−N,N’−二酢酸塩(EDTA−ODP);N,N’−ビス(カルボキシ−ラウリルアミドメチル−N−2,3−ジヒドロキシプロピル)エチレンジアミン−N,N’−二酢酸塩(EDTA−LDP);など、さらに、米国特許第5312617号に記載されているものが含まれ、この記載をここでは全て、参照して援用する。好ましいタンパク質高分子には例えば、アルブミン、コラーゲン、ポリアルギニン、ポリリシン、ポリヒスチジン、γ−グロブリン及びβ−グロブリンが含まれ、アルブミン、ポリアルギニン、ポリリシン及びポリヒスチジンが特に好ましい。
【0243】
したがって適切な錯体には、Mn(II)−DTPA、Mn(II)−EDTA、Mn(II)−DOTA、Mn(II)−DO3A、Mn(II)−クリプタンド、Gd(III)−DTPA、Gd(III)−DOTA、Gd(III)−DO3A、Gd(III)−クリプタンド、Cr(III)−EDTA、Cu(II)−EDTA又は鉄−デスフェリオキサミン、特に、Mn(II)−DTPA又はGd(III)−DTPAが含まれる。
【0244】
ニトロキシドは、ニトロキシド分子中に不対電子が存在することにより、MRIで、T1及びT2の両方の緩和速度を高める常磁性造影剤である。当技術分野の専門家には知られているように、MRI造影剤としての所定の化合物の常磁性有効性は、少なくとも部分的に常磁性核又は分子中の不対電子の数に、特に、不対電子の数の二乗に関連している。例えば、ガドリニウムは、7個の不対電子を有し、ニトロキシド分子は1個の不対電子を有する。したがって、ガドリニウムは通常、ニトロキシドよりもかなり強力なMRI造影剤である。しかしながら、造影剤の有効性を評価するもう1つの重要なパラメーターである有効な相関時間のために、ニトロキシドの立場が相対的に強まる可能性がある。例えば、常磁性造影剤を大きな分子に結合させることにより、タンブリング速度を遅くすると、これは、より遅く、したがってより有効に、水プロトンの緩和を促進するための移動エネルギーをタンブリングする。しかしながら、ガドリニウムでは、電子スピン緩和時間は迅速で、遅い回転相関時間が緩和を高めうる規模は限られる。しかしながら、ニトロキシドでは、電子スピン相関時間は、より有利で、これらの分子の回転相関時間を遅くすることにより、緩和性のかなりの増大が達成される。遅い回転相関時間の目的及び緩和で生じる改善を達成するために、本発明のガス充填ベシクルは理想的である。特定の作動理論に結びつけることは意図していないが、例えば、そのアルキル誘導体を作ることにより、ベシクルの周囲を被覆するようにニトロキシドを設計することができるので、生じる相関時間を最適化することができると、考えられる。さらに、生じる本発明の造影剤は、緩和性を最大限にする磁性球体、幾何学的形状とみなすことができる。
【0245】
望ましい場合には、ニトロキシドは、アルキル化又は誘導体化されていてよく、例えば、ニトロキシド2,2,5,5−テトラメチル−1−ピロリジニルオキシ、遊離ラジカル及び2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ、遊離ラジカル(TMPO)である。
【0246】
本発明の組成物中で使用するために適している代表的な超常磁性造影剤には、磁区を受ける金属酸化物及び硫化物、純粋な鉄などの強磁性又はフェリ磁性化合物、磁鉄鉱、γ−Fe、Fe、亜鉄酸マンガン、亜鉄酸コバルト及び亜鉄産ニッケルなどの磁性酸化鉄が含まれる。酸素17ガス(17)などの常磁性ガスを、本発明の組成物中で使用することもできる。加えて、過分極キセノン、ネオン又はヘリウムガスを使用することもできる。MR全身造影を、例えば血栓に関して迅速に体をスクリーニングするために使用することができ、血栓崩壊を促進するために望ましい場合には、超音波を適用することもできる。
【0247】
前記のような常磁性及び超常磁性造影剤などの造影剤を、脂質及び/又はベシクル組成物内の1成分として使用することもできる。ベシクル組成物の場合には、前記の造影剤を、その内部ボイドの中に封入するか、溶液としてベシクルと共に投与するか、付加的な安定化物質と導入するか、ベシクルの表面又は膜上にコーティングすることができる。
【0248】
望ましい場合には、常磁性及び超常磁性物質を、組成物、特にベシクルの脂質壁に導入されているアルキル化されている誘導体、又は他の誘導体として輸送することができる。特に、ニトロキシド2,2,5,5−テトラメチル−1−ピロリジニルオキシ、遊離ラジカル及び2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ、遊離ラジカルは、例えば、アセチルオキシ結合を含む様々な結合を介して、メチル基で占められていない環の位置で、長鎖脂肪酸と共に付加生成物を形成しうる。このような付加生成物は、本発明の脂質及び/又はベシクル組成物に導入するために非常に適している。
【0249】
1種又は複数の常磁性及び/又は超常磁性物質からなる混合物を、本発明の組成物中で使用することもできる。常磁性及び超常磁性物質は、望ましい場合には、別々に共投与することもできる。
【0250】
本発明の脂質及び/又はベシクル組成物、特にベシクル組成物は、前記の超常磁性物質の有効なキャリヤとして役立つだけではなく、造影剤の磁化率の効果を改善することができる。超常磁性造影剤には、金属酸化物、特に酸化鉄が含まれるが、磁区を受ける様々な量のマンガン、コバルト及びニッケルを含有する酸化マンガン及び酸化鉄が含まれる。これらの物質は、ナノ又はミクロ粒子であり、非常に高い体積磁化率及び横緩和速度を有する。より大きな粒子、例えば、約100nmの直径を有する粒子は、R1緩和性に比較して、より高いR2緩和性を有する。より小さい粒子、例えば、約10から約15nmの直径を有する粒子は、R2緩和性よりも若干低いが、よりバランスのとれたR1及びR2値を有する。かなり小さい粒子、例えば、約3から約5nmの直径を有する単結晶酸化鉄粒子は、より低いR2緩和性を有するが、おそらく、最もバランスの取れたR1及びR2緩和速度を有する。非常に高い緩和速度の超常磁性鉄の核を封入するようにフェリチンを処方することができる。脂質及び/又はベシクル組成物、特に、ガス充填ベシクルを含むベシクル組成物は、これらの慣用の酸化鉄ベースのMRI造影剤の効率及び安全性を高めうる。
【0251】
酸化鉄は簡単に、脂質及び/又はベシクル組成物に導入することができる。好ましくは、脂質から処方されたベシクルの場合には、米国特許第5088499号に記載されていて、その記載をここで全て、参照して援用することができるように、例えば、ベシクルの表面に吸収させるか、ベシクルの内部に捕捉することにより、酸化鉄を、ベシクルの壁に導入することができる。
【0252】
特定の作動理論に結びつけることはないが、本発明のベシクルは、いくつかの機構により、超常磁性造影剤の効力を高めると考えられる。第一に、ベシクルは、酸化鉄粒子の見かけの磁性濃度を高めるように機能すると、考えられる。即ち、ベシクルは、常磁性及び超常磁性物質を含むMRI造影剤のみかけの回転相関時間を高めて、緩和速度を高めると考えられる。加えて、ベシクルは、この後に記載の方法により、造影剤の見かけの磁区を高めるようである。
【0253】
いくつかの本発明のベシクル、特に脂質から処方されたベシクルは、例えば、造影剤の水性懸濁液あるいは、静脈内注入又は他の体の部位への注入の場合には、血液又は他の体液を含む懸濁媒体とは異なる磁化率の柔軟な球体領域として可視化されうる。フェライト又は酸化鉄粒子の場合には、これらの物質により得られるコントラストは、粒度に応ずることを特記する。この現象は、非常に一般的で、往々にして、水分子の「永年」緩和とも称される。さらに物理的な表現で記載すると、この緩和機構は、常磁性原子又は常磁性分子が存在する分子錯体の有効サイズに依存している。物理的説明の1つが、次のソロモン−ブルームバーゲン式(Solomon−Bloembergen equations)で示されており、これは、常磁性寄与率を、常磁性イオンにより摂動される磁気回転比gを伴うスピン1/2核のT及びT緩和時間の関数として定義する:
1/TM=(2/15)S(S+1)γβ/r[3τ/(1+ω τ )+7τ/(1+ω τ )]+(2/3)S(S+1)A/h[τ/(1+ω2τ )]
及び
1/TM=(1/15)S(S+1)γβ/r[4τ/3τc/(1+ω τ )+13τ/(1+ω τ )]+(1/3)S(S+1)A/h[τ/(1+ω2τ )]
[上式中、
Sは、電子スピン量子数であり;
gは、電子g係数であり;
βは、ボーア磁子であり;
ωI及びω(657w)は、核スピン及び電子スピンに関するラーモア角歳差周波数であり;
rは、イオン−核距離であり;
Aは、超微細結合定数であり;
τ及びτはそれぞれ、双極子及びスカラー相互作用に関する相関時間であり;かつ
hは、プランク定数である]。例えば、Solomon,I.Phys.Rev.Vol.99,p.559(1955)及びBloembergen,N.J.Chem.Phys.Vol.27,pp.572,595(1957)参照。
【0254】
少数の大きな粒子は、主に、より大きな相関時間により、多数のより小さい粒子よりもかなり高い効果を有する。しかし、酸化鉄粒子を非常に大きくしようとすると、高い毒性が生じ、肺が梗塞しうるか、補足的なカスケード系が活性化されうる。さらに、粒子の全体サイズは、その縁部又は外側表面での粒子の直径ほどには重要ではないと考えられる。磁化のドメイン又は磁化率効果は、粒子の表面から急激に低下する。一般には、(スペースを通しての)極性緩和機構の場合には、この指数低下は、常磁性極性−極性相互作用ではr依存を示す。文字通りに解釈すると、常磁性表面から4オングストローム離れている水分子は、同じ常磁性表面から2オングストローム離れている水分子の64分の1の影響を受ける。造影効果を最適化することに関して理想的な状況は、酸化鉄粒子を中空、柔軟及び可能な限り大きくすることである。今まではこのことを達成することは不可能で、その利点も、今までは理解されていなかったと考えられる。ベシクルの内表面又は外表面を造影剤でコーティングすることにより、個々の造影剤、例えば、酸化鉄などの粒子又は常磁性イオンが比較的小さい構造であっても、造影剤の有効性をかなり高めることができる。このようにすると、造影剤は、有効なかなり大きい球体として作用し、その際、磁化の有効領域は、ベシクルの直径により決まり、ベシクル表面で最大である。これらの物質は、柔軟性、即ち、コンプライアンスの利点をもたらす。硬いベシクルが、肺又は他の臓器に留まり、毒性反応をもたらすのに対して、これらの柔軟なベシクルは、毛細血管をかなり容易にスライドする。
【0255】
前記の柔軟なベシクルとは異なり、一定の状況では、例えば、ポリメチルメタクリレートを含む実質的に不透過性のポリマー物質からベシクルを処方することが望ましい。これにより通常、実質的に不透過性で、比較的非弾性及び脆性であるベシクルの形成が生じる。画像診断、例えば超音波に関する実施形態では、このような脆性ベシクルを含む造影剤は通常、柔軟なベシクルがもたらす望ましい反射率をもたらさない。しかしながら、超音波の出力を高めることにより、脆性なミクロスフェアを破裂させて、アコースティック・エミッションを生じさせて、これを、超音波トランスデューサにより検出することができる。
【0256】
核医学影像法(NMI)を、本発明の診断及び治療法の態様との関連で使用することができる。例えば、NMIは、本発明の組成物中に、前記のガスの他に、又はその代わりに導入することができるXe133などの放射性ガスを検出するために使用することができる。このような放射性ガスを、例えば血栓を検出する際に使用するためのベシクル内に捕捉することができる。好ましくは、二官能性キレート誘導体を、ベシクルの壁に導入し、生じたベシクルを、NMI及び超音波の両方で使用することができる。この場合、テクネチウム99m又はイリジウム111などの高エネルギー、高品質の核医学映像法同位体を、ベシクルの壁に導入することができる。次いで、全身ガンマ走査カメラを使用して、インビボで摂取されたベシクルの領域を迅速に決定することができる。望ましい場合には、超音波を使用して、例えば血管内の血餅の存在を確認することもできる。それというのも、超音波は通常、核医学技術に比較して改善された結果をもたらすためである。NMIを使用して、患者の全身をスクリーニングし、血管血栓の部位を検出することもでき、超音波をこれらの領域に局所的に適用して、ベシクルの破裂を促進し、血餅を治療することができる。
【0257】
光学的撮像では、アルゴン又はネオンなどの光学的に活性なガスを、本発明の組成物中に導入することもできる。加えて、光学的に活性な物質、例えば、ポルフィリン誘導体を含む蛍光物質を使用することもできる。組織弾性画像化法(Elastography)は、1MHzを上回る周波数に関する超音波に比較して、かなり低い周波数音波、例えば約60KHzを通常は使用する撮像技術である。組織弾性画像化法では、音波エネルギーを通常は、組織に適用し、次いで、組織の弾性を測定することができる。高弾性なベシクルに関する本発明の好ましい実施形態では、例えば血餅へのこのようなベシクルの堆積は、組織及び/又は血餅周囲のスペースの局所的弾性を高める。次いで、この増加した弾性を、組織弾性画像化法で検出することができる。望ましい場合には、組織弾性画像化法を、MRI及び超音波などの他の撮像技術と組み合わせて使用することができる。
【0258】
前記の診断撮像技術及び血餅の血栓崩壊に加えて、本発明の組成物は、様々な治療理学療法で使用することができる。例えば、生物活性剤、例えば薬剤を、本発明の組成物に導入することができる。有効な薬剤には例えば、硫酸ヘパリン、組織プラスミノーゲン活性化因子、ストレプトキナーゼ及びウロキナーゼ及びヒルジンが含まれる。治療用途では、例えば、静脈うっ血を低減するための硫酸ヘパリンと共に使用することができるジヒドロエルゴタミンを含む補足的物質を使用することもできる。加えて、ワルファリンを、抗凝固療法のための補助剤として使用することもできる。遺伝物質を、本発明の組成物に導入することもできる。ベシクル組成物の場合には、遺伝物質を、ベシクルの壁中に、又はベシクルの中心ガス充填ボイド内に導入することもできる。ベシクル壁にカチオン脂質を使用すると、これは簡単に、達成することができる。血管内皮成長因子又は、塩基性線維芽細胞成長因子を対象とするアンチセンス遺伝子断片などの遺伝子を使用することもできる。原アテローム硬化を治療するために、又はフィブロ内膜過形成の傾向を低減するために、本発明を使用することもできる。
【0259】
本発明の脂質及び/又はベシクル組成物は、様々な適切な方法を使用して調製することができる。これらは、下記で別々に、ガス充填ベシクルを含む脂質組成物及びガスに関する実施形態並びにガス充填ベシクルを含む脂質組成物及びガス前駆体に関する実施形態で詳述するが、ガス及びガス前駆体の両方を含有する組成物も、本発明の一部である。
【0260】
前記のように脂質、タンパク質、ポリマー及び/又は補助的安定化物質を含む、組成物がそれから製造される組成物中で使用されている1種又は複数の物質に結合することにより、ターゲッティングリガンドを、ガス又はガス前駆体充填ベシクルに付着させることができる。
【0261】
ミセル及び/又はリポソームなどのベシクル組成物を含む組成物を調製するために、幅広い方法を利用することができる。これらの方法には例えば、振盪、乾燥、ガス導入、噴霧乾燥などが含まれる。ベシクル組成物を調製するための適切な方法は例えば、米国特許第5469854号に記載されていて、その記載をここでは、参照して援用する。前記のように、ベシクルを好ましくは、ゲル状態のままの脂質から調製する。
【0262】
ミセル組成物の調製に特に関連して、次の検討を提供する。当技術分野の専門家には分かるであろう様々な慣用のミセル調製方法のうちのいずれかを使用して、ミセルを調製することができる。これらの方法は通常、有機溶剤中に脂質化合物を懸濁させ、溶剤を蒸発させ、水性媒体に再懸濁させ、音波処理及び遠心分離することを含む。前記の方法、さらに他の方法は例えば、Canfield et al.,Methods in Enzymology,VOl.189,pp.418−422(1990);El−Gorab et al,Biochem.Biophys.Acta,Vol.306,pp.58−66(1973);Colloidal Surfactant,Shinoda,K.Nakagana,Tamamushi and Isejura,Academic Press,NY(1963)(特に、“The Formation of Micelles”,Shinoda,Chapter 1,pp.1−88);Catalysis in Micellar and Macromolecular Systems,Fendler and Fendler,Academic Press,NY(1975)で検討されている。前記の刊行物それぞれの記載をここでは全て、参照して援用する。
【0263】
前記のように、ベシクル組成物は、リポソームを含んでよい。所定のリポソームでは、脂質化合物は、単分子層又は二分子層の形であってよく、単分子層又は二分子層脂質を、1つ又は複数の単分子層又は二分子層を生じさせるために使用することができる。2つ以上の単分子層又は二分子層の場合には、単分子層又は二分子層は通常、同心である。したがって、脂質を使用して、ユニラメラリポソーム(1つの単分子層又は二分子層からなる)、オリゴラメラリポソーム(約2つ又は約3つの単分子層又は二分子層からなる)又はマルチラメラリポソーム(約3を上回る単分子層又は二分子層からなる)を生じさせることができる。
【0264】
リポソーム組成物の調製に関して、幅広い方法を利用することができる。したがって、当技術分野の専門家には分かるであろう様々な慣用のリポソーム調製技術のうちのいずれかを使用して、リポソームを調製することができる。これらの技術には例えば、溶剤透析、フレンチプレス、押出し(凍結−融解を伴うか、伴わない)、逆相蒸発、一回凍結−融解、音波処理、キレート透析、均質化、溶剤注入、マイクロエマルジョン化、自発形成、溶剤蒸発、溶剤透析、フレンチプレッシャセル技術、制御界面活性剤透析などが含まれ、それぞれ、様々な方法でのベシクルの調製に関する。例えば、Madden et al,Chemistry and Physics of Lipids,1990 53,37−46参照、この記載をここでは全て、参照して援用する。適切な凍結融解技術は例えば、1989年11月8日に提出された国際出願PCT/US89/第05040に記載されており、この記載をここでは全て、参照して援用する。リポソームの調製では、凍結融解技術を含む方法が、好ましい。リポソームの調製は、生理食塩水、水性リン酸緩衝液又は滅菌水などの溶液中で実施することができる。振盪又は渦流を含む様々なプロセスで、リポソームを調製することができる。例えば、Wig−L−Bug(登録商標、Crescent Dental、Lyons、IL)、ドイツ、フランクフルト所在のDegussa AGにより販売されているMixomat、ドイツ、Seefeld、Oberay所在のEspe Fabrik Pharmazeutischer Praeparate GMBH & Co.により販売されているCapmix、リヒテンシュタイン所在のVivadentにより販売されているSilamat Plus、英国 Sussex所在のQuayle Dentalにより販売されているVibrosなどの機械的振盪装置を使用することにより、これは達成される。Microfluidizer(登録商標、Microfluidics、Woburn、MA)などの慣用のマイクロエマルジョン化装置を使用することもできる。
【0265】
ガス充填ベシクルを調製するために、噴霧乾燥を使用することもできる。この手順を使用する場合、脂質を水性環境中で予め混合し、次いで、噴霧乾燥させて、ガス充填ベシクルを調製する。ベシクルを、所望のガスのヘッドスペース下に貯蔵することができる。
【0266】
ベシクル組成物を調製する際に適している多くのリポソーム調製技術が例えば、米国特許第4728578号;英国特許出願GB第2193095A号;米国特許第4728575号;米国特許第4737323号;国際出願PCT/US85/第01161号;Mayer et al.,Biochimica et Biophysica Acta,Vol.858,pp.161−168(1986);Hope et al.,Biochimica et Biophysica Acta,Vol.812,pp.55−65(1985);米国特許第4533254号;Mayhew et al.,Methods in Enzymology,Vol.149,pp.64−77(1987);Mayhew et al.,Biochimica et Biophysica Acta,Vol.755,pp.169−74(1984);Cheng et al,Investigative Radiology,Vol.22,pp.47−55(1987);国際出願PCT/US89/第05040号;米国特許第4162282号;米国特許第4310505号;米国特許第4921706号;及びLiposome Technology,Gregoriadis,G.,ed.,Vol.I,pp.29−31、51−67及び79−108(CRC Press Inc.,Boca Raton,FL 1984)で検討されており、これらそれぞれの記載をここでは全て、参照して援用する。
【0267】
ガスを含有する脂質組成物は、望ましい場合には安定化物質を含有する水溶液を、ガスの存在下に攪拌することにより調製することができる。ここで使用する場合の「攪拌」との用語は、ガスが局所的な周囲環境から水溶液へと導入されるような水溶液の振盪運動のことを意味している。この攪拌は好ましくは、脂質のゲル−液晶相転移温度未満の温度で行う。溶液の攪拌に関する振盪は好ましくは、ベシクル組成物、特にガス充填ベシクルを含むベシクル組成物を含む、脂質組成物を生じさせるに十分な力である。この振盪は、渦流などの渦運動、横−横又は上下運動によるものであってよい。様々なタイプの運動を組み合わせることができる。さらに、脂質水溶液を保持する容器を振盪することにより、又は容器自体を振盪させること無く、容器内の水溶液を振盪することにより、振盪を生じさせることができる。
【0268】
この振盪は、手動又は機械により生じさせることができる。使用することができる機械的な振盪機には例えば、VWR Scientific(Cerritos、CA)shaker tableなどの振盪機テーブル、さらに、前記のような振盪装置のいずれかが含まれるが、Capmix(Espe Fabrik Pharmazeutischer Praeparate GMBH & Co.、ドイツ、Seefeld、Oberay)が好ましい。一定のモードの振盪又は渦流を使用して、好ましいサイズ範囲のベシクルを製造することができることが判明した。振盪が好ましく、Espe Capmix機械振盪機を使用して、振盪を実施することが好ましい。この好ましい方法では、往復運動を利用して、脂質組成物、特にベシクル組成物を生じさせるのが好ましい。運動を、円弧の形で往復させるのが、さらに好ましい。往復、さらに円弧の速度は特に、ベシクルの形成に関して重要であると考えられる。好ましくは、往復運動又は完全循環振動の回数は、1分当たり約1000から約20000回である。さらに好ましくは、往復運動又は振動の回数は、約2500から約8000回であり、約3300から約5000回の往復運動又は振動が特に好ましい。勿論、振動の回数は、攪拌される内容物の量に依存している。一般に、質量が大きいほど、振動は少ない。振盪を生じさせるための他の手段には、高速又は高圧下に放出されるガスの作用が含まれる。
【0269】
好ましくは、より高い容量の水溶液を用いると、力の全体量も相応して高まることは理解されるであろう。激しい振盪は、1分あたり少なくとも約60回の振盪運動と定義され、これが好ましい。1分当たり約60から約300回転での渦流がさらに好ましい。1分当たり約300から約1800回転での渦が、特に好ましい。
【0270】
前記の簡単な振盪方法に加えて、より入念な方法も使用することができる。このような入念な方法には例えば、Unger et al.の米国特許第5580275号に記載されているもののような(この記載をここでは参照して援用する)、液晶振盪ガス滴注プロセス及び真空乾燥ガス滴注プロセスが含まれる。数多くの技術のうちのいずれかを使用することができるが、本発明で使用されるベシクル組成物は好ましくは、振盪技術を使用して調製される。好ましくは、振盪技術は、例えば、Unger et al.の米国特許第5542935号に記載されている技術(この記載をここでは参照して援用する)を使用するEspe Capmix(ドイツ、Seefeld、Oberay)などの機械的振盪装置での攪拌を含む。
【0271】
望ましい場合には、例えば、マイクロエマルジョン化、渦流、押出し、濾過、音波処理、均質化、繰り返し凍結融解サイクル、規定のサイズの空孔を介しての圧力下での押出し及び同様の方法を含む、様々な手順により、ガス充填ベシクルサイズを調整することができる。ここに記載の方法に従い調製されたガス充填ベシクルは、約1μm未満から約100μmを上回るサイズ範囲であってよい。加えて、下記で詳述する押出し及び滅菌手順の後に、攪拌又は浸透により、ベシクル組成物が得られるが、これは、残りの溶液中に残留無水脂質相を実質的にもたらさないか、最小限しかもたらさない(Bangham,A.D.,Standish,M.M,& Watkins,J.C.,J.Mol.Biol.Vol.13,pp.238−252(1965))。望ましい場合には、生じさせたそのままで、そのサイズをさらに改質することを試みる必要なしに、本発明のベシクルを使用することができる。静脈内使用のためには、ベシクルは好ましくは、約30μm未満、さらに好ましくは約12μm未満の直径を有する。例えば、ガン組織などの特定の組織に結合することを含む、ターゲット化静脈内使用では、ベシクルはかなり小さくて、例えば、約100nm未満の直径であってよい。小腸又は胃腸用の用途では、ベシクルは、かなり大きくて、例えば、1ミリメートルのサイズまでであってよい。好ましくは、ベシクルを、約2μmから約100μmの直径を有するサイズにする。
【0272】
フィルターを介する簡単な押出しプロセスにより、ガス充填ベシクルのサイズを調整することができ、その際、フィルター空孔サイズによって、生じるガス充填ベシクルのサイズ分布を制御する。フィルターからなる2個又はそれ以上のカスケード状又は積層セット、例えば8μmフィルターが後接続している10μmフィルターを使用することにより、7から9μm付近の非常に狭いサイズ分布を有するように、ガス充填ベシクルを選択することができる。濾過の後に、これらのガス充填ベシクルは、24時間以上安定なままである。
【0273】
組成物が使用前に滅菌バイアルから出される場合には例えばフィルターアセンブリを使用することにより、サイズ調整又は濾過ステップを達成することができ、あるいは、さらに好ましくは、フィルターアセンブリを、使用の間にシリンジに導入しておくこともできる。ベシクルのサイズ調整の方法は、バレル、少なくとも1個のフィルター及び針を含むシリンジを使用することを含み;ベシクルをバレルから、バレルと針との間のシリンジに取り付けられているフィルターを介して押出すことを含む1ステップの押出しにより実施することができ、この際、患者に投与する前に、ベシクルをサイズ調整する。この押出しステップは、シリンジにベシクルを引き入れることも含んでよく、その際、フィルターは同様に、シリンジへの入口でベシクルをサイズ調整するように機能する。他の選択肢は、このようなシリンジに、既に他の手段でサイズ調整されているベシクルを充填することであり、この場合、所望のサイズ範囲内又は所望の最大サイズのベシクルのみが後で、シリンジから押出されて投与されることを保証するように、フィルターは機能する。
【0274】
一定の好ましい実施形態では、ベシクル組成物を熱滅菌又はフィルター滅菌し、振盪前にフィルターを介して押出すことができる。一般に、ガスを含有するベシクル組成物は、熱滅菌することができ、ガス前駆体を含有するベシクル組成物は、フィルター滅菌することができる。ガス充填ベシクルを生じさせたら、これを、前記のようにサイズ調整のために濾過することもできる。ガス及びガス前駆体充填ベシクルの形成前にこれらのステップを行うと、直ぐに患者に投与することができる滅菌ガス充填ベシクルが得られる。例えば、バイアル又はシリンジなどの混合容器に、濾過された脂質組成物を充填し、組成物を、混合容器内で、例えばオートクレーブ処理により滅菌することができる。ガスを、組成物中に注入して、滅菌容器を振盪することにより、ガス充填ベシクルを生じさせることができる。好ましくは、滅菌容器に、フィルターを取り付け、これを、ガス充填ベシクルが、患者に接触する前にフィルターを通過するように位置させる。
【0275】
フィルターを介して脂質化合物の溶液を押出すステップは、無水物質を破壊し、水和のためのより大きな表面積を与えることにより、非水和物質の量を減らす。好ましくは、フィルターは、約0.1から約5μm、さらに好ましくは、約0.1から約4μm、特に好ましくは約0.1から約2μm、極めて好ましくは、約1μmの空孔サイズを有する。通常は望ましくない非水和化合物は、不均一なサイズの非晶質クランプとして生じる。
【0276】
滅菌ステップにより、例えば、超音波又はCTを含む画像診断のために患者に直ぐに投与することができる組成物が得られる。一定の好ましい実施形態では、熱滅菌により、好ましくは、少なくとも約100℃の温度で溶液をオートクレーブ処理することにより、さらに好ましくは、少なくとも約100℃から約130℃、特に、約110℃から約130℃、さらに好ましくは、約120℃から約130℃、特に好ましくは約130の温度で溶液をオートクレーブ処理することにより、滅菌を行うことができる。好ましくは、加熱を、少なくとも約1分間、さらに好ましくは約1から約30分間、特に、約10から約20分間、極めて好ましくは、約15分間行う。
【0277】
望ましい場合には、前記のような押出し及び加熱ステップは逆であってよいか、又はこの2つのステップのうちの1つのみを使用することもできる。例えば、γ線照射を含む、滅菌の他の方法を使用することもできる。
【0278】
前記の実施形態に加えて、ベシクルに含有される気体前駆体を処方することができ、これは、活性化すると、例えば、高温、pHの変動又は光にさらすと、例えば、ベシクル中に捕捉されている液体を含む液体から、ガスへと相転移して、膨張し、前記のガス充填ベシクルを生じうる。この技術は、Unger,et al.の米国特許第5542935号及びUnger,et al.の米国特許第5585112号に詳細に記載されており、この記載をここでは全て、参照して援用する。
【0279】
ガス前駆体を活性化するための好ましい方法は、高温にさらすことである。活性化又は転移温度などの用語は、ガス前駆体の沸点であり、ガス前駆体の液−気相転移が生じる温度である。有効なガス前駆体は、約−100℃から約70℃の範囲内の沸点を有する物質である。活性化温度は、各ガス前駆体によって特異的である。約37℃又はほぼヒトの体温の活性化温度が、本発明のガス前駆体では好ましい。したがって、好ましい形態では、液体のガス前駆体は活性化されると、約37℃又はそれ未満でガスになる。ガス前駆体は、本発明の方法で使用するために、液体又は気相であってよい。
【0280】
ガス前駆体充填ベシクルを調製する方法は、液体が、例えばベシクル中に導入されるように、ガス前駆体の沸点未満で実施することができる。加えて、この方法は、ガスが、例えばベシクル中に導入されるように、ガス前駆体の沸点で行うこともできる。低い温度の沸点を有するガス前駆体では、液体の前駆体を、低温まで冷却されたミクロ流動化装置を使用して、乳化することができる。液体の形で前駆体を使用するために、液体媒体中で溶剤を使用して、沸点を低下させることもできる。さらに、プロセスを通して温度が高まる方法を行うこともでき、この際、プロセスを、液体としてのガス前駆体で開始して、ガスで終了する。
【0281】
ターゲット化組織又は液体中でその場で、又は患者又は動物に侵入するとインビボで、又は使用前に、又は貯蔵の間に、又は製造の間に、ガスが生じるように、ガス前駆体を選択することができる。温度−活性化ガス前駆体充填ベシクルを製造する方法を、ガス前駆体の沸点未満の温度で実施することができる。この実施形態では、ガス前駆体は、製造の間に相転移が生じないように、ベシクル内に捕捉される。代わりに、ガス前駆体充填ベシクルを、ガス前駆体の液相の形で製造する。温度が前駆体の沸点を上回った時点で、相転移の活性化が生じる。したがって、液体のガス前駆体の滴中の液体の量がわかれば、気体状態を達成した際のベシクルのサイズを決定することができる。
【0282】
もしくは、ガス前駆体を使用して、使用する前に予め生じている安定なガス充填ベシクルを造ることもできる。この実施形態では、ガス前駆体を、脂質組成物が収容されている容器に、個々のガス前駆体の液−気相転移温度未満の温度で加える。温度が上昇し、ガス前駆体と液体溶液との間にエマルションが生じると、ガス前駆体は、液体から気体状態へと転移する。この加熱及びガス形成の結果として、ガスが、液体混合物上のヘッドスペース中の空気に代わって、ガス前駆体のガス、周囲ガス(例えば空気)を捕捉しているか、ガス状態のガス前駆体及び周囲空気を同時に捕捉しているガス充填ベシクルが生じる。この相転移は、造影剤の最適な混合及び形成のために使用することができる。例えば、ガス前駆体、ペルフルオロブタンを脂質ベシクル中に捕捉することができ、温度が上昇してペルフルオロブタンの沸点(4℃)を上回ると、ペルフルオロブタンガスはベシクルに捕捉される。
【0283】
したがって、ガス前駆体を、インビボでガス充填ベシクルが生じるように選択することができるか、又は、その場で、製造プロセスの間に、貯蔵の間に、又は使用の前に、ガス充填ベシクルが生じるように設計することができる。水浴、超音波発生装置又は、閉じたストップコックの方へシリンジのプランジャを引くことによる流体力学的活性化を、I.V.注入の前に、ターゲット化ガス充填ベシクルを、温度感受性ガス前駆体から活性化するために使用することができる。
【0284】
本発明の他の実施形態では、水性エマルション中で液体状態のガス前駆体を予め生じさせることにより、ガス状態への転移が果たされた際のベシクルの最大サイズを、理想気体の法則を使用して概算することができる。ガス前駆体からガス充填ベシクルが生じるために、気相が直ちに生じると考えられ、新たに生じたベシクル中のガスは、通常はそのままでは水性である液体中に拡散するために、消費され尽くされない。したがって、エマルション中の判明している液体容量から、ガス充填ベシクルのサイズの上限を予測することができる。
【0285】
本発明の実施形態では、特異的な温度、例えばガス前駆体の沸点に達すると、液滴が、膨張して、規定のサイズのガス充填ベシクルになるように、規定のサイズの液滴を含有する脂質化合物及びガス前駆体からなる混合物を処方することができる。規定のサイズは、実際のサイズの上限を示している。それというのも、理想気体の法則は、溶液へのガスの拡散、大気へのガスの損失及び、高圧の効果などのファクターを考慮し得ないためである。
【0286】
液体からガス状態へと転移する際のバブルの容量の増大を算出するために使用することができる理想気体の法則は、次である:
PV=nRT
[上式中、
Pは、大気圧(atm)であり;
Vは、リットル容量(L)であり;
nは、ガスのモル数であり;
Tは、ケルビン温度(K)であり;かつ
Rは、理想気体定数(22.4L−atm/K−モル)である]。液体混合物中の液体の容量、密度及び温度が分かると、液体の前駆体の例えばモルでの量及び容量を算出することができ、液体前駆体は、ガスに変わると、膨張して、判明している容量のベシクルになる。算出された容量は、ガス充填ベシクルのサイズの上限を反映しているが、その際、ガス充填ベシクル中への即時膨張及び膨張時間に亙ってのガスの無視しうる拡散を仮定してる。
【0287】
したがって、前駆体液滴が球体である混合物中で、液体状態で前駆体を安定化することに関して、前駆体液滴の容量は、次式で決定することができる:
容量(球体ベシクル)=4/3・πr
[上式中、
rは、球体の半径である]。したがって、容量を予測し、所望の温度での液体の密度が分かれば、液滴中の液体のガス前駆体の量を決定することができる。より記述的な表現では、理想気体の法則:
PV=nRT
により、
次の式を当てはめることができる:
gas=4/3・π(rgas
あるいは、
gas=nRT/Pgas
又は
(A) n=4/3・[πrgas ]P/RT
量n=4/3[πrgas P/RT]・MW
と表され、液体容量に変換すると、
(B) Vliq=[4/3・[πrgas ]P/RT]・MW/D]
[上式中、Dは、前駆体の密度である]。液滴の直径を解くためには、
(C) 直径/2=[3/4π[4/3・[πrgas ]P/RT]MW/D]1/3であり、これは、
直径=2[[rgas ]P/RT[MW/D]1/3に換算される。
【0288】
本発明の方法で使用するために望ましいサイズのベシクルを調製するための他の方法として、容量、特に液体の液滴の半径の知識を元に、ガス前駆体液滴を適切な直径の球体にサイズ調節するために、適切なサイズのフィルターを使用することができる。
【0289】
代表的なガス前駆体を、規定のサイズ、例えば10μm直径のベシクルを生じさせるために使用することができる。この例では、ベシクルを、ヒトの血流中で生じさせ、したがって、通常温度は、37℃又は310Kである。1気圧の圧力で、(A)の式を使用すると、ガス前駆体7.54×10−17モルが、10μm直径のベシクルの容量を充填するために必要であろう。
【0290】
前記の算出量のガス前駆体及び分子量76.11、沸点32.5℃及び20℃での密度0.7789g/mlを有する1−フルオロブタンを使用する場合、他の計算により、この前駆体5.74×10−15グラムが、10μmベシクルのために必要であろうことが予測される。さらに推測すると、密度の知識をもとに、式(B)によりさらに、液体の前駆体8.47×10−16mLが、10μmの上限を有するベシクルを生じさせるために必要であることが予測される。
【0291】
最後に、式(C)を用いると、混合物、例えば半径0.0272μm又は対応する直径0.0544μmを有する液滴を含むエマルションが、10μmベシクルの上限を有するガス前駆体充填ベシクルを製造するために生じる。
【0292】
適切なサイズのフィルターを使用することにより、この粒度のエマルションを簡単に得ることができる。加えて、規定のサイズのガス前駆体液滴を生じさせるために必要なフィルターサイズから分かるように、フィルターのサイズは、ありうる細菌汚染物を除去するために十分であり、したがって、滅菌濾過として使用することもできる。
【0293】
ガス充填ベシクルを調製するためのこの実施形態を、温度により活性化される全てのガス前駆体に適用することができる。実際に、溶剤系の凝固点の低下により、0℃未満の温度で液−気相転移が生じるガス前駆体を使用することができる。ガス前駆体を懸濁するための媒体が得られるように、溶剤系を選択することができる。例えば、緩衝食塩水に混合可能な20%プロピレングリコールは、水単独での凝固点未満の凝固点低下を示す。プロピレングリコールの量を増やすか、塩化ナトリウムなどの物質を加えることによりさらに、凝固点を低下させることができる。
【0294】
適切な溶剤系の選択は、物理的方法によって決定することもできる。ここでは溶質とも称される物質、固体又は液体が、水系緩衝液などの溶剤に溶解する場合には、溶液の組成に応じた量により、凝固点が低下する。したがって、Wallによって定義されているように、溶剤の凝固点低下を次の式により表すことができる:
Inx=In(1−x)=ΔHfus/R(1/T−1/T)
[上式中、
は、溶剤のモル分率であり;
は、溶質のモル分率であり;
ΔHfusは、溶剤の熱融合であり;かつ
は、溶剤の通常の凝固点である]。溶剤の通常の凝固点は、式の解により得られる。xがxよりも小さい場合には、上式は、次のように書き直すことができる:
=ΔHfus/R(T−T/TT)≒ΔHfusΔT/RT
上式により、温度ΔTの変化は、Tよりも小さいと推測される。溶質の濃度を重量モル濃度、m(溶剤1000グラム当たりの溶質のモル)で表すことにより、この式をさらに簡単にすることができる。したがって、この式を次のように書き直すことができる:
=m/[m+1000/m]≒mMa/1000
[上式中、
Maは、溶剤の分子量である]。
【0295】
分率xに代えると:
ΔT=[MRT /1000ΔHfus]m
又は
ΔT=K
[式中、K=MRT /1000ΔHfus]。
は、モルの凝固点であり、1大気圧での水のモル濃度−1単位当たり1.86度に等しい。上式を、ガス前駆体充填ベシクルの溶液のモル凝固点を正確に決定するために使用することができる。したがって、凝固点低下を推定し、溶剤凝固温度を適切な値に低下させるために必要な液体又は固体溶質の適切な濃度を決定するために、上式を使用することができる。
【0296】
温度活性化ガス前駆体充填ベシクルを調製するための方法には、次の方法が含まれる:
(a)ガス前駆体及び、例えば、安定化物質、増粘剤及び/又は分散剤を含む前記のような付加的な物質からなる水溶性混合物を渦流及び/又は振盪する。この方法の付加的なバリエーションには、渦流又は振盪前のオートクレーブ処理;ガス前駆体の水性混合物の加熱;混合/懸濁液を含有する容器のガス抜き;ガス前駆体充填ベシクルの振盪又は放置による、ガス前駆体充填ベシクルの懸濁液の自発的な形成及び冷却;及び約0.22μmのフィルターを介してのガス前駆体の水性懸濁液の押出しが含まれる。もしくは、約0.22μmのフィルターを使用して、ベシクルのインビボ投与の間に、濾過を行うこともできる:
(b)ガス前駆体の水性混合物を、攪拌により乳化させ、加熱して、例えば、患者に投与する前にベシクルを生じさせる、ミクロエマルション化;
(c)攪拌を伴う、又は伴わない混合物中のガス前駆体の加熱であって、その際、膨張及び容器中の他のベシクルの置換及び空気を放出するための容器のガス抜きにより、溶液の上方に低い密度のガス前駆体充填ベシクルが浮かぶ;及び
(d)前記のいずれかの方法での、ガス前駆体の水性懸濁液を保持する密閉容器の使用及びガス前駆体の相転移温度未満の温度での懸濁液の維持、さらにそれに続く、場合によって振盪しながら、相転移温度以上に温度を上昇させるためのオートクレーブ処理又はガス前駆体ベシクルの自発的な発生であって、その際、密閉された容器中の膨張したガス前駆体が、容器の圧力を高め、さらに、ガス充填ベシクル懸濁液を冷却し、その後に、振盪を行ってもよい。
【0297】
振盪導入方法の前に、水及び有機物質を除去するために、凍結乾燥が役立つ。ベシクルから水を除去するために、乾燥導入方法を使用することもできる。加温した後に、乾燥させるベシクル中にガス前駆体を予備捕捉(即ち、乾燥前)することにより、ガス前駆体を膨張させて、ベシクルを充填することができる。ガス前駆体はさらに、真空を適用された後の乾燥させたベシクルに充填するために使用することもできる。乾燥させたベシクルを、そのゲル状態−液晶温度未満の温度に維持したまま、乾燥室に徐々に、そのガス状態にあるガス前駆体を充填することができる。例えば、ペルフルオロブタンを使用して、4℃(ペルフルオロブタンの沸点)以上の温度で、乾燥ベシクルに充填することができる。
【0298】
温度活性化ガス前駆体充填ベシクルを調製するための好ましい方法は、脂質化合物を有する水溶液を、ガス前駆体の存在下に、ガス前駆体の液体状態−ガス状態相転移温度未満の温度で振盪することを含む。好ましくは、脂質のゲル状態−液晶状態相転移温度未満の温度で、これを行う。次いで、混合物を、ガス前駆体の液体状態−ガス状態相転移温度を上回る温度まで加熱すると、前駆体が揮発して、膨張する。次いで、加熱を中断し、混合物の温度を、ガス前駆体の液体状態−ガス状態相転移温度未満まで低下させる。混合物の振盪は、加熱ステップの間に、又はその後の、混合物を冷却させた後に行うことができる。
【0299】
ガス前駆体充填ベシクルを調製するための他の方法は、例えば脂質及びガス前駆体の水溶液を振盪すること及び生じたガス前駆体充填ベシクルを分離することを含む。
【0300】
先行技術の慣用の水性−充填リポソームは通常、それらを作るために使用される脂質の相転移温度以上の温度で生じる。それというのも、これらは、より柔軟で、したがって、液晶状態で生物系で使用することができるためである。例えば、Szoka及びPapahadjopoulos,Proc.Natl.Acad.Sci.1978,75,4194−4198参照。これに対して、ここに記載の一定の好ましい実施形態に従い製造されたベシクルは、ガス前駆体を充填されていて、これは、より大きな柔軟性を与える。それというのも、ガス形成後のガス前駆体は、水性溶液よりも圧縮性及びコンプライアンスが高いためである。
【0301】
本発明で考えられた方法は、脂質を含有する水溶液を、温度活性化可能なガス前駆体の存在下に振盪することを規定している。好ましくは、約30分などの短時間以内に、好ましくは約20分以内に、さらに好ましくは、約10分以内にフォームが生じるような力で、振盪は十分である。振盪は、ミクロエマルション化、ミクロ流動化、渦(渦流によるような)、横−横又は上下運動を伴ってよい。液体状態のガス前駆体を加える場合には、前記の振盪方法に加えて、音波処理を使用することもできる。さらに、様々なタイプの運動を組み合わせることもできる。さらに、脂質水溶液を保持する容器を振盪することによるか、又は容器自体を振盪することなく、容器内の水溶液を振盪することにより、振盪を行うことができる。さらに、振盪を手動又は機械で行うことができる。使用することができる機械的振盪装置には例えば、前記のような機械的振盪機が含まれ、Espe Capmix(ドイツ、Seefeld、Oberay)が好ましい。振盪を生じさせるための他の手段には、高速又は高圧下に生じるガス前駆体の作用も含まれる。
【0302】
ここに記載されている方法では、空気などのガスは、局所的な周囲大気により得る。局所的な周囲大気には、密閉された容器内の大気、さらに、外部環境が含まれる。もしくは例えば、ガスを、脂質水溶液を有する容器又は脂質水溶液自体に注入するか、加えて、空気以外のガスを与えることもできる。空気よりも軽いガスは通常、密閉された容器に加えるが、空気よりも重いガスは、密閉された又は、密閉されていない容器に加えることができる。したがって、本発明には、ガス前駆体と共に、空気及び/又は他のガスを同時捕捉することも含まれる。
【0303】
したがって、ガス前駆体充填ベシクルは、ホストの組織に適用されて活性化されれば、ここに記載のガス充填ベシクルと実質的に同様に使用することができ、温度又はpHなどのファクターを、ガスの発生を惹起するために使用することができる。ガス前駆体は、ホストの正常体温付近で、液体からガス状態への相転移するので、例えば、ホストのインビボ温度により活性化して、気相へと転移しうるのが好ましい。代わりに、例えば、熱、機械又は光学的手段によるI.V.注入前の活性化を使用することもできる。例えば、ホスト組織が、約37℃の正常温度を有するヒト組織であり、ガス前駆体が、37℃付近で液体から気相に相転移する場合に、この活性化を行うことができる。
【0304】
前記のように、導入ステップの前に、又は組成物内の温度感受性ガス前駆体の温度による変化前に、これらのプロセスを行う場合には、脂質及び/又はベシクル組成物をオートクレーブ又は滅菌濾過により滅菌することができる。もしくは、安息香酸ナトリウム、4級アンモニウム塩、アジ化ナトリウム、メチルパラベン、プロピルパラベン、ソルビン酸、アスコルビン酸パルミテート、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、クロロブタノール、デヒドロ酢酸、エチレンジアミン、モノチオグリセロール、安息香酸カリウム、メタ重亜硫酸カリウム、ソルビン酸カリウム、重亜硫酸ナトリウム、二酸化イオウ及び有機水銀塩などの1種又は複数の抗菌剤及び/又は防腐剤が、組成物の処方中に含まれていてよい。安定化されたベシクルを、観血的環境下で、例えば、血管内又は腹腔内で撮像するために使用する際には、放射線などの他の慣用の方法によっても達成することができるこのような滅菌が必要である。滅菌の適切な手段は、本記載を元にすれば、専門家には分かるであろう。
【0305】
アルブミンベシクルなどのタンパク質から処方されたベシクル(タンパク質封入ミクロバブルとも称される)を含有するベシクル組成物を、本記載を得れば、当技術分野の専門家には容易に理解されるであろう様々な方法で調製することができる。適切な方法には、例えば、Feinsteinの米国特許第4572203号、同第4718433号及び同第4774958号並びにCerny et al.の米国特許第4957656号に記載されている方法が含まれ、これらの記載をここでは全て、参照して援用する。タンパク質ベースのベシクルの調製に関する前記の特許中に記載されている方法の内には、タンパク質の溶液を音波処理することを含む方法が含まれる。好ましい形態では、出発物質は、熱変性水溶性生体適合性タンパク質の水溶液であってよい。封入タンパク質は好ましくは、熱感受性であるので、音波処理の間の加熱により、部分的に不溶化されうる。適切な熱感受性タンパク質には例えば、アルブミン、ヘモグロビン、コラーゲンなどが含まれる。好ましくは、タンパク質は、ヒトタンパク質であり、ヒト血清アルブミン(HSA)がさらに好ましい。HSAは、滅菌5%水溶液として市販されており、これは、タンパク質ベースのベシクルを調製する際に使用するために適している。もちろん、当技術分野の専門家には分かるように、他の濃度のアルブミン、さらに熱変性な他のタンパク質を、ベシクルを調製するために使用することができる。一般に、HSAの濃度は変動してよく、約0.1から約25重量%及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せの範囲であってよい。タンパク質ベースのベシクルを調製するための一定の方法では、希水溶液の形のタンパク質を使用することが好ましい。アルブミンでは、アルブミン約0.5から約7.5重量%を含有する水溶液を使用するのが好ましく、約5重量%未満、例えば、約0.5から約3重量%の濃度が好ましい。
【0306】
タンパク質系ベシクルを、市販の装置を使用して調製することもできる。例えば、Cerny,et al.の米国特許第4957656号に記載されているような供給調製運転では、Walker Stainless Equipment Co.(New Lisbon、WI)から市販されているステンレス鋼タンク及びMillipore(Bedford、MA)から市販されているプロセスフィルターを使用することができる。
【0307】
音波処理運転では、音波処理容器を通る熱交換器及びフローの両方を連続して利用することができる。このタイプの熱交換装置は、ITT Standard(Buffalo、NY)から得られる。熱交換器は、音波処理プロセスのために運転温度を維持し、温度制御は、媒体の調製に応じて、約65℃から約80℃である。音波処理装置の振動数は、幅広い範囲で、例えば、約5から約40キロヘルツ(kHz)で変動しうるが、市販の音波処理装置の大部分は、約10又は20kHzで運転する。適切な音波処理装置には例えば、Sonics & Materials,Inc.(Danbury、CT)により市販されている、フラットチップ音波処理器用ホーンを備えたSonics & Materials Vibra−Cellが含まれる。超音波処理器用ホーンに掛ける力は、Sonics & Materials Vibra−Cell Model VL1500のように、製造者により1から10の段階まである出力設定で変動させることができる。中間の出力設定、例えば5から9を使用することができる。振動数及び供給される力が、超音波処理される液体中にキャビテーションをもたらすのに十分であるのが、望ましい。供給流速は、約50mL/分から約1000mL/分及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せの範囲であってよい。音波処理容器中の滞留時間は、約1秒から約4分間の範囲内であり、ガス流体添加速度は、1分当たり約10立方センチメートル(cc)から約100cc/分、あるいは、供給流速の5%から25%及びこの範囲内の全ての組合せ及び二次的組合せの範囲であってよい。
【0308】
溶液の発泡、特に強い発泡が生じるように、音波処理を実施するのが好ましい。一般に、強い発泡及びエアロゾル化は、高い濃度及び安定性を有する造影剤を得るために重要である。発泡を促進するために、音波処理ホーンへの入力を高くして、プロセスを、穏やかな圧力、例えば約1から約5psiの下で運転することができる。溶液の曇りの発生及び生じたフォームにより、発泡は容易に検出することができる。
【0309】
タンパク質ベースのベシクルを調製するための適切な方法はさらに、物理的又は化学的に、タンパク質又はタンパク質誘導体を水溶液に変えて、物質を変性又は固定することを含む。例えば、音波処理を介して造影剤を処方した後に、又はその間に、加熱することにより、タンパク質系ベシクルをHSAの5%水溶液から調製することができる。化学的な変性は、タンパク質とグルテルアルデヒド(gluteraldehyde)などの二官能性アルデヒドとを結合することにより、化学的に変性又は固定することを含む。例えば、ベシクルを、タンパク質1グラム当たり50%水性グルテルアルデヒド0.25グラムと、pH4.5で、6時間反応させることができる。未反応のグルテルアルデヒドを次いで、タンパク質から洗浄する。
【0310】
本記載を与えられれば、当技術分野の専門家には分かるように、タンパク質ベースのベシクルを調製するための前記の技術のいずれかで、ターゲッティングリガンドを、ベシクルの形成の前に、その間に、又はその後に、タンパク質と共に導入することができる。
【0311】
本記載を得れば、当技術分野の専門家には容易に分かるように、ポリマーから処方されたベシクルを含有するベシクル組成物は、様々なプロセスで調製することができる。代表的なプロセスには例えば、界面重合、相分離及びコアセルベーションマルチオリフィス拡散調製及び溶剤蒸発が含まれる。ポリマーからベシクルを調製するための本記載に従い使用又は変更することができる適切な手順には、Garner et al.の米国特許第4179546号、Garnerの米国特許第3945956号、Cohrs et al.米国特許第4108806号、日本公開特許公報第62286534号、英国特許第1044680号、Kenaga et al.の米国特許第3293114号、Morehouse et al.の米国特許第3401475号、Waltersの米国特許第3479811号、Walters et al.米国特許第3488714号、Morehouse et al.の米国特許第3615972号、Baker et al.の米国特許第4549892号、Sands et al.の米国特許第4540629号、Sands et al.の米国特許第4421562号、Sandsの米国特許第4420442号、Mathiowitz et al.の米国特許4898734号、Lencki et al.の米国特許第4822534号、Herbig et al.米国特許第3732172号、Himmel et al.の米国特許第3594326号、Sommerville et al.の米国特許第3015128号、DeasyのMicroencapsulation and Related Drug Processes,Vol.20,Chs.9 and 10,pp.195−240(Marcel Dekker,Inc.,N.Y.,1984)、Chang et al.のCanadian J.of Physiology and Pharmacology,Vol.44,pp.115−129(1966)及びChang,Science,Vol.146,pp.524−525(1964)に記載されている手順が含まれ、これらそれぞれの記載をここでは全て、参照して援用する。
【0312】
好ましい合成プロトコルでは、例えば、Garner et al.の米国特許第4179546号、Garnerの米国特許第3945956号、Cohrs et al.米国特許第4108806号、英国特許第1044680号及び日本公開特許公報第62286534号に記載されているプロセスなどの熱膨張プロセスを使用して、ベシクルを調製することができる。通常、そのボイド(キャビティ)中に揮発性液体(ガス前駆体)を含有しうる膨張性ポリマー又はコポリマーのベシクルを調製することにより、この熱膨張プロセスを実施することができる。次いで、このベシクルを加熱して、ベシクルを可塑化し、揮発性液体をガスに変えると、ベシクルは、その本来のサイズの約数倍まで膨張する。熱を除去すると、熱可塑性ポリマーは、その膨張した形の少なくとも若干を維持する。この方法により製造されたベシクルは、特に低い密度を有する傾向があり、したがって好ましい。前記のプロセスは、当技術分野でよく知られており、低密度ベシクルを調製するための熱膨張プロセスとも称される。
【0313】
熱膨張プロセスで使用することができるポリマーは、当技術分野の専門家には容易に分かり、前記のモノマーの多くからなるポリマー又はコポリマーを含む熱可塑性ポリマー又はコポリマーが含まれる。好ましい前記のポリマー及びコポリマーには、次のコポリマーが含まれる:ポリビニリデン−ポリアクリロニトリル、ポリビニリデン−ポリアクリロニトリル−ポリメチル−メタクリレート及びポリスチレン−ポリアクリロニトリル。最も好ましいコポリマーは、ポリビニリデン−ポリアクリロニトリルである。
【0314】
熱膨張プロセスで使用することができる揮発性液体は、当技術分野の専門家にはよく知られており、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、ブタン、イソブタン、ネオペンタン、アセチレン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素;CClF、CCl、CClF、CClF−CCl、クロロヘプタフルオロ−シクロブタン及び1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロブタンなどのクロロフルオロ炭化水素;テトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン、トリメチルイソプロピルシラン及びトリメチルn−プロピルシランなどのテトラアルキルシラン;さらに、前記のペルフルオロ炭化水素を含むペルフルオロ炭化水素が含まれる。通常、揮発性液体は、使用されるポリマー又はコポリマーの溶剤ではないことが重要である。揮発性液体が、該当するポリマー又はコポリマーの軟化点未満である沸点を有することが望ましい。様々な揮発性液体の沸点及び様々なポリマー及びコポリマーの軟化点は、当技術分野の専門家には容易に確認することができ、ポリマー又はコポリマーと揮発性液体との適切な組合せは、専門家には容易に分かるであろう。指針により、さらに当技術分野の専門家には理解されるように、通常、揮発性液体の炭素鎖の長さが長くなると、液体の沸点も高まる。したがって、最終的な加熱及び膨張の前に、過酸化水素の存在下に、水中でベシクルを穏やかに予備加熱して、ベシクルを予備軟化すると、より容易に膨張させることができる。
【0315】
合成ポリマーからなるベシクルを製造するために例えば、1種又は2種の前記文献の方法を変更するか又はそのまま使用して、ビニリデン及びアクリロニトリルを、イソブタン液の媒体中で共重合させて、イソブタンがベシクル内に捕捉されるようにする。次いで、このようなベシクルを約80℃から約120℃の温度に加熱すると、イソブタンガスが膨張して、ベシクルを膨張させる。熱を除去した後に、膨張したポリビニリデン及びアクリロニトリルコポリマーベシクルは、実質的にその膨張した位置に留まる。生じた低密度ベシクルは、乾燥した状態でも、水性媒体中に懸濁されても、極めて安定である。この場合に、イソブタンは単なる例示的な液体として使用したに過ぎず、これらのベシクルの合成及び非常に低密度のベシクルを形成するために使用することができる温度で、加温すると液/ガス転移しうる他の液体で、イソブタンに代えることができることは理解されるであろう。同様に、ビニリデン及びアクリロニトリル以外のモノマーを、ベシクルを調製する際に使用することもできる。
【0316】
一定の好ましい実施形態では、合成ポリマーから処方されていて、本発明の方法で使用することができるベシクルは、Expancel、Novel Industries(Sundsvall、スウェーデン)から市販されていて、EXPANCEL551DE(登録商標)ミクロスフェアが含まれる。EXPANCEL551DE(登録商標)ミクロスフェアは、その中にイソブタン液体が封入されているビニリデン及びアクリロニトリルのコポリマーからなる。このようなミクロスフェアは、無水組成物として販売されており、ほぼ50ミクロンのサイズである。EXPANCEL551DE(登録商標)ミクロスフェアは、水密度の1/50から1/20である0.02から0.05の比重しか有さない。
【0317】
ポリマーベースのベシクルを調製するための前記の技術では、本記載を得れば、当技術分野の専門家には分かるように、ベシクルの形成の前、その間、又はその後に、ターゲッティングリガンドをポリマーと共に導入することができる。
【0318】
脂質及び/又はベシクル組成物の調製と同様に、幅広い技術を、脂質処方物を調製するために利用することができる。例えば、脂質及び/又はベシクル処方物を、脂質化合物、生物活性剤及びガス又はガス前駆体からなる混合物から調製することができる。この場合、脂質組成物を、前記のように調製し、その際、この組成物は、生物活性剤も含有する。したがって例えば、ミセルを、生物活性剤の存在下に調製することができる。ガスを含有する脂質組成物では、調製は例えば、脂質化合物及び1種又は複数の付加的な材料からなる混合物中で直接、ガスを発泡させることを含む。もしくは、脂質組成物を、脂質化合物及びガス又はガス前駆体から予め生じさせることもできる。後者の場合には、次いで、生物活性剤を、使用前に脂質組成物に加える。例えば、リポソーム及びガスからなる水性混合物を調製し、これに、生物活性剤を加え、攪拌すると、リポソーム処方物が得られる。リポソーム処方物は容易に、単離することができる。それというのも、ガス及び/又は生物活性剤充填リポソームベシクルは通常、水溶液の上方に浮かぶ。過剰な生物活性剤を、残留している水溶液から回収することができる。
【0319】
当技術分野の専門家には理解されるように、脂質及び/又はベシクル組成物及び/又は脂質及び/又はベシクル処方物を貯蔵のために凍結乾燥させ、例えば、水性媒体(滅菌水、リン酸緩衝液又は水性食塩水)で、激しい攪拌により再構成することができる。凍結乾燥の結果としての脂質及び/又はベシクルの凝集又は融合を防ぐために、このような融合又は凝集の発生を防ぐ添加剤を加えることも役立つ。使用することができる添加剤には、ソルビトール、マンニトール、塩化ナトリウム、グルコース、トレハロース、ポリビニルピロリドン及びポリ(エチレングリコール)(PEG)、例えばPEG400が含まれる。これらの、及び他の添加剤は、米国薬局方、USP XXII、NF XVII、アメリカ薬局方、The National Formulary,United States Pharmacopeial Convention Inc.,12601 Twinbrook Parkway,Rockville,MD 20852などの文献に記載されており、これらの記載はここで全て、参照して援用する。凍結乾燥された製剤は通常、より長い貯蔵寿命という利点を有する。
【0320】
前記のように、ガス及び/又はガス前駆体充填ベシクルを含む本発明の組成物は、例えば、超音波撮像(US)、CT血管造影(CTA)撮像を含むコンピュータ断層撮影(CT)撮像、磁気共鳴(MR)撮像、磁気共鳴造影(MRA)、核医学、光学撮像及びエラストグラフィを含む画像診断のための造影剤として使用することができる。
【0321】
本発明では、患者の1つ又は複数の局部を撮像する方法を提供する。本発明は、患者での疾患組織の存在の有無を診断する方法も提供する。本発明の方法は、造影剤を脂質及び/又はベシクル組成物の形で患者に投与することを含む。患者を、例えば、超音波撮像を含む画像診断を使用して走査して、患者の体内局部の可視映像を得る。この方法は特に、心臓領域、胃腸領域又はリンパ系の映像を得る際に使用することができるが、より幅広く、例えば血管を含む患者の他の内部領域を撮像するために使用することもできる。ここで使用する場合の「胃腸領域」又は「胃腸管」との句には、食道、胃、小腸、大腸及び直腸により規定される患者の局部が含まれる。本発明はさらに、患者の体内局部に生物活性剤を輸送するために使用することもできる。
【0322】
当技術分野の専門家には理解されるように、本発明の脂質及び/又はベシクル組成物の投与は、様々な方法で、即ち、非経口で、経口で、又は腹腔内で実施することができる。好ましい非経口投与には、次の経路での投与が含まれる:静脈内;筋肉内;組織内;動脈内;皮下;眼内;滑液包内;経皮を含む経上皮;吸入を介しての肺内;眼;舌下及び頬側;眼を含む局所;皮膚;眼;直腸及び吸入を介しての鼻吸入。非経口投与の経路のうちでは、静脈内投与が好ましい。投与に有効な用量及び投与の特定の方法は、年齢、体重及び特定の哺乳動物及び走査されるその局部及び使用される特定の造影剤に応じて変動する。通常、用量を比較的低いレベルから開始して、所望のコントラスト強度に達するまで、増やす。脂質組成物の様々な組合せを、粘度、容量オスモル濃度又は嗜好性を含む特性を望ましいように変更するために使用することができる。本発明の撮像方法を実施する際に、造影剤を単独で、又は診断剤、治療剤又は他の薬剤と組み合わせて使用することができる。このような他の薬剤には、着香剤又は着色剤などの付形剤が含まれる。使用されるCT撮像技術は慣用で、例えば、Computed Body Tomography,Lee,J.K.T.,Sagel,S.S.,and Stanley,R.J.eds.,1983,Ravens Press,New York,N.Y.、特に、“Physical Principles and Instrumentation”,Ter−Pogossian,M.M.及び“Techniques”,Aronberg,D.J.とのタイトルの初めの2つの章に記載されており、これらの記載をここでは全て、参照して援用する。
【0323】
超音波及びCTなどの診断用途では、超音波エネルギーなどのエネルギーを、少なくとも患者の一部に適用して、ターゲット組織を撮像する。そして、疾患組織の有無が確認できるように、患者の体内局部の可視映像を得る。超音波に関しては、第二調波撮像を含む超音波撮像技術及びゲーテッド像映(gated imaging)が当技術分野ではよく知られており、例えば、Uhlendorf,“Physics of Ultrasound Contrast Imaging:Scattering in the Linear Range”,IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control,Vol.14(1),pp.70−79(1994)及びSutherland,et al.,“Color Doppler Myocardial Imaging:A New Technique for the Assessment of Myocardial Function”,Journal of the American Society of Echocardiography,Vol.7(5),pp.441−458(1994)に記載されており、これらの記載をここでは全て、参照して援用する。
【0324】
診断目的及び治療目的の両方で、超音波を使用することができる。診断用超音波では、超音波又は超音波のパルス列を、トランスデューサを用いて適用することができる。超音波は通常、連続的であるよりも、パルスとしてであるが、望ましい場合には、連続的であってもよい。したがって、診断用超音波は通常、エコーのパルスを適用し、その後、聴音期間の間に、超音波トランスデューサが、反射信号を受信することを含む。高調波、超高調波又は低調波を使用することができる。二次高調波モードを有利には使用し、この際、2xの周波数が受信され、ここで、xは、付随周波数である。これは、バックグラウンド物質からの信号を低減し、所望の部位、例えば血餅をターゲットとしうる本発明のターゲット化造影剤を使用して、トランスデューサからの信号を増幅するために役立つ。奇数調波、例えば、3x又は5xなどの他の高調波も同様に、この方法を使用して受信される。低調波信号、例えばx/2及びx/3を受信して、映像を形成するために処理することもできる。
【0325】
パルス法に加えて、連続的な超音波、例えばパワードップラー(Power Doppler)を適用することもできる。硬質ベシクル、例えば、ポリメチルメタクリレートから処方されたベシクルを使用する場合に、これは特に有用である。この場合、比較的高いエネルギーのパワードップラーは、ベシクルを共振させて、その破裂を促進しうる。これにより、アコースティックエミッションが生じ、これは、低調波又は超高調波範囲であるか、場合によっては、適用された超音波と同じ周波数でありうる。このプロセスで放出されるアコースティックサインのスペクトルが存在し、こうして使用されるトランスデューサはアコースティックエミッションを受信して、例えば、血餅の存在を検出すると考えられる。加えて、例えば血餅分解を促進するために、血餅表面に運動エネルギーを移動させるベシクル破裂のプロセスを使用することもできる。したがって、診断用及び治療用超音波を組み合わせると、治療的な血栓崩壊を達成することができる。スペクトルドップラー(Spectral Doppler)を使用することもできる。通常、ベシクルの破壊を促進し、生物活性剤の放出及び細胞摂取を容易にするためには、診断用超音波からのエネルギーレベルでは不十分である。前記のように、診断用超音波は、1つ又は複数の音波パルスを適用することを含む。パルス間の休止期に、反射された音波信号を受信し、分析することができる。診断用超音波で使用される限られた数のパルスにより、調査されている組織に輸送される実効エネルギーが限られる。
【0326】
高エネルギー超音波、例えば、治療用超音波装置により発生される超音波により通常、ベシクル種の破壊を惹起することができる。通常、治療用超音波のための装置は、超音波で治療される組織の面積に応じて、約10から約100%のデューティサイクルを使用する。大部分の筋肉部分により通常は特徴付けられる体の領域、例えば、背中及び大腿、さらに、心臓組織などのかなり血管化された組織は、より大きなデューティサイクル、例えば約100%までを必要とする。
【0327】
治療用超音波では、連続的な超音波を使用して、より高いエネルギーレベルを輸送する。ベシクルを破壊するためには、連続的な超音波が好ましいが、音波エネルギーは、パルスであってもよい。パルス音波エネルギーを使用する場合、音波は通常、1回に約8から約20又はそれ以上のパルスのエコー列長さのパルスである。好ましくは、エコー列長さは、1回に約20パルスである。加えて、使用される音波の周波数は、約0.025から約100メガヘルツ(MHz)で変動する。通常、治療用超音波での周波数は、約0.75から約3MHzの範囲であり、約1から約2MHzが、さらに好ましい。加えて、エネルギーレベルは、1立方センチメートル(cm)当たり約0.5ワット(W)から約5.0W/cmであってよく、約0.5から約2.5W/cmのエネルギーレベルが好ましい。過高熱を伴う治療用超音波でのエネルギーレベルは通常、約5W/cmから約50W/cmである。非常に小さいベシクル、例えば、約0.5μm未満の直径を有するベシクルでは、より高い音波周波数が通常は、好ましい。これは、より小さいベシクルは、より高い音波周波数で、より有効に音波エネルギーを吸収しうるためである。非常に高い、例えば、約10MHzを上回る周波数を使用する場合、音波エネルギーは通常、流体及び組織を透過して、限られた深さにのみ到達する。したがって、音波エネルギーの外部適用は、皮膚及び他の表面組織に適している。しかしながら、深部構造では、超音波エネルギーを集中させて、焦点帯域内が優先的に対象となるようにすることが、通常は必要である。もしくは、超音波エネルギーを、介在プローブ、血管内超音波カテーテル又は管腔内(endoluminal)カテーテルを介して適用することができる。例えば、食道ガンの診断及び/又は治療のために食道で、このようなプローブ又はカテーテルを使用することができる。前記の治療での使用に加えて、本組成物を食道ガンで、又はアテローム硬化の治療のために冠動脈で、さらに例えば、米国特許第5149319号(この記載をここでは全て、参照して援用する)に記載されているような治療用途に、使用することができる。
【0328】
2つの超音波周波数を利用する治療用超音波装置を、使用することができる。第1の周波数は、xであってよく、第2の周波数は、2xであってよい。好ましい形態では、第1及び第2周波数の焦点帯域が、単一の焦点帯域に集中するように、この装置は設計される。この場合、装置の焦点帯域は、ターゲット化組織内のターゲット化組成物、例えば、ターゲット化ベシクル組成物を対象とする。この超音波装置は、超音波エネルギーのx及び2x周波数の同時適用を用いて、第2の調波治療(harmonic therapy)をもたらしうる。ベシクルを伴う超音波の場合には、第2の調波治療は、単一の周波数を伴う超音波エネルギーに比べて、改善されたベシクル破壊をもたらすと考えられる。また、好ましい周波数範囲は、ベシクルの基本調波内であると考えられる。より低いエネルギーを、このデバイスで使用することもできる。前記の第2の調波治療で使用することができる超音波装置は、例えば、Kawabata,K.et al.,Ultrasonics Sonochemistry,Vol.3,pp.1−5(1996)に記載されており、この記載をここでは全て、参照して援用する。
【0329】
望ましい安定化ベシクルレベルを生じさせるために必要な脂質の濃度は、使用される脂質のタイプに依存して変動し、慣用の実験により容易に決定することができる。例えば、好ましい実施形態では、本発明の方法により安定化されたベシクルを生じさせるために使用される1,2−ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)の濃度は、生理食塩水溶液中、約0.1mg/mlから約30mg/ml、さらに好ましくは、生理食塩水溶液中、約0.5mg/mlから約20mg/ml、最も好ましくは、生理食塩水溶液中、約1mg/mlから約10mg/mlである。好ましい実施形態で使用されるジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC)は、生理食塩水溶液中、約0.1mg/mlから約30mg/ml、さらに好ましくは、生理食塩水溶液中、約0.5mg/mlから約20mg/ml、最も好ましくは、生理食塩水溶液中、約1mg/mlから約10mg/mlである。患者に投与される組成物の量は、変動しうる。通常、IV用量は、70kgの患者で約10mL未満であり、より低い用量が好ましい。
【0330】
前記の方法に加えて、ターゲット化造影剤を調製する他の実施形態は、少なくとも1種の生体適合性脂質及びガス前駆体を組合せ;ガス充填ベシクルが生じるまで攪拌し;ターゲッティングリガンドを前記のガス充填ベシクルに添加して、ターゲッティングリガンドが、共有結合又は非共有結合により前記のガス充填ベシクルに結合するようにし;ガス充填ベシクル及びターゲッティングリガンドを含有する造影剤が生じるまで、攪拌することを含む。ターゲッティングリガンドを添加する前に、ガス充填ベシクルが生じるまで攪拌する代わりに、ガス前駆体は、使用の時点まで、ガス前駆体のままでもよい。即ち、ガス前駆体を使用して、造影剤を調製し、インビボで、例えば温度により、前駆体を活性化する。
【0331】
もしくは、内皮細胞をターゲットとする造影剤を調製する方法は、少なくとも1種の生体適合性脂質及びターゲッティングリガンドを組み合わせて、ターゲッティングリガンドが、共有結合又は非共有結合により前記の脂質に結合するようにし、ガス前駆体を添加し、ガス充填ベシクル及びターゲッティングリガンドを含む造影剤が生じるまで攪拌することを含む。加えて、ガス前駆体を加え、使用する時点まで、ガス前駆体のままにすることもできる。即ち、ガス前駆体を使用して、ガス前駆体充填ベシクル及びターゲッティングリガンドを有する造影剤を調製して、これをインビボで使用することもできる。
【0332】
もしくは、ガス前駆体を利用して、使用前に予め予備形成されている、ターゲッティングリガンドを有する安定なガス充填ベシクルを作ることもできる。この実施形態では、ガス前駆体及びターゲッティングリガンドを、懸濁及び/又は安定化媒体を有する容器に、それぞれのガス前駆体の液−気相転移温度未満の温度で加える。次いで、この温度を超えて、エマルションがガス前駆体と溶液との間に生じると、ガス前駆体は、液体からガス状態へと転移する。加熱及びガス形成の結果、ガスが、気体懸濁液上のヘッドスペースの空気に代わり、ガス前駆体のガス、周囲ガス、例えば空気を捕捉しているか、ガス状態のガス前駆体及び周囲空気を同時捕捉しているガス充填脂質球体が生じる。造影剤の最適な混合及び安定化のために、相転移を使用することもできる。例えば、ガス前駆体、ペルフルオロブタンは、生体適合性脂質又は他の安定化物質に捕捉されて、温度が上がり、4℃(ペルフルオロブタンの沸点)を上回ると、フルオロブタンガスを捕捉している安定化化合物が生じる。付加的な例として、ガス前駆体フルオロブタンを、グリセロール又はプロピレングリコールなどの乳化剤及び安定化剤を含有する水性懸濁液に懸濁させて、市販の渦流装置(vortexer)で渦流させることができる。渦流は、ガス前駆体が液体であるように十分に低い温度で開始し、試料の温度が、液体状態から気体状態へと相転移温度を過ぎて上昇するように継続する。このようにすると、ミクロエマルション化プロセスの間に、前駆体は、ガス状態に変わる。適切な安定化剤が存在すると、意外にも、安定なガス充填ベシクル及びターゲッティングリガンドが生じる。
【0333】
したがって、インビボでガス充填ベシクルが生じるように、ガス前駆体を選択することもできるが、その場で、製造プロセスの間に、貯蔵の際に、又は使用の直前にガス充填ベシクルが生じるように設計することもできる。
【0334】
出発物質として使用される脂質、タンパク質、ポリマー及び他の安定化化合物又はベシクル最終生成物は、本発明により考えられた方法に使用する前に、又はその後に、処理することができることは、本記載を与えられれば、当技術分野の専門家には理解されるであろう。例えば、生体適合性脂質などの安定化化合物を水和させ、次いで凍結乾燥させるか、凍結−融解サイクルで処理するか、又は単に水和させることができる。好ましい実施形態では、ガス前駆体充填ベシクルを生じさせる前に、脂質を、水和させ、次いで凍結乾燥するか、水和させ、次いで、凍結−融解サイクルにより処理し、次いで、凍結乾燥させる。
【0335】
本発明により考えられた方法では、空気に限らないが空気などのガスの存在が、局所周囲大気によりもたらされうる。局所周囲雰囲気は、密閉された容器内又は密閉されていない容器中の大気であり、外部環境であってもよい。もしくは例えば、ガスを、脂質水溶液を有する容器又は脂質水溶液自体に、注入するか、加えて、空気以外のガスを与えることもできる。空気よりも重くないガスは通常、密閉された容器に加えるが、空気よりも重いガスは、密閉された又は、密閉されていない容器に加えることができる。したがって、本発明には、ガス前駆体と共に、空気及び/又は他のガスを同時捕捉することも含まれる。
【0336】
安定化化合物を論じている欄で既に前記したように、本発明により考えられた好ましい方法は、使用される脂質のゲル状態−液晶状態相転移温度未満の温度で実施する。「ゲル状態−液晶状態相転移温度」とは、脂質二分子膜が、ゲル状態から液晶状態へと変わる温度を意味している。例えば、Chapman et al.,J.Biol.Chem.1974,249,2512−2521参照。
【0337】
したがって、前記の安定化されたベシクル前駆体は、ホストの組織に適用されて活性化すると、本発明で使用される他の安定化ベシクルと同様に使用することができ、その際、ガスの発生をもたらすために温度又はpHなどのファクターが使用される。この実施形態は、ガス前駆体が前記のホストの正常な体温付近で液体からガス状態へと相転移し、したがって、前記のホスト組織の温度により活性化されて、気相へと転移しうる実施形態であることが好ましい。さらに好ましくは、この方法は、ホスト組織が、約37℃の正常な温度を有するヒト組織であり、ガス前駆体が37℃付近で液体からガス状態へと相転移する方法である。
【0338】
オートクレーブ又は滅菌濾過のプロセスを、ガス導入ステップの前、又は懸濁液中での温度感受性ガス前駆体の温度仲介ガス変化の前に行う場合には、本発明で使用される安定化されたガス充填ベシクルの調製に関する前記の実施形態全てを、オートクレーブ又は滅菌濾過により滅菌することができる。もしくは、安息香酸ナトリウム、全ての4級アンモニウム塩、アジ化ナトリウム、メチルパラベン、プロピルパラベン、ソルビン酸、アスコルビン酸パルミテート、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、クロロブタノール、デヒドロ酢酸、エチレンジアミン、モノチオグリセロール、安息香酸カリウム、メタ重亜硫酸カリウム、ソルビン酸カリウム、重亜硫酸ナトリウム、二酸化イオウ及び有機水銀塩などの1種又は複数の抗菌剤及び/又は防腐剤が、造影剤の処方中に含まれていてよい。安定化されたミクロスフェアを、観血的環境下で、例えば、血管内又は腹腔内で撮像するために使用する際には、放射線などの他の慣用の方法によっても達成することができるこのような滅菌が必要である。安定化されたガス充填ベシクル及びその使用の本記載を教示されれば、滅菌の適切な手段は、専門家には分かるであろう。造影剤は通常、水性懸濁液として貯蔵するが、乾燥ベシクル又は乾燥脂質球体の場合には、造影剤を、使用前に再構成することができる乾燥粉末として貯蔵することもできる。
【0339】
本発明の新規の組成物、特にベシクル組成物は、画像診断での造影剤として使用することができ、さらに、画像診断が使用される全ての分野で使用するためにも適している。しかしながら、安定化ベシクルは特に、灌流撮像のために使用することができる。
【0340】
画像診断は、患者の内部体局部を可視化するための手段である。画像診断には例えば、超音波(US)、磁気共鳴撮像(MRI)、核磁気共鳴(NMR)、コンピュータ断層撮影(CT)、電子スピン共鳴(ESR);造影剤が放射性物質を含む場合には、核医学;及び、特に蛍光造影剤を用いる光学撮像が含まれる。画像診断はさらに、本発明の方法を介してベシクルの破裂を促進することも含む。例えば、超音波を使用して、ベシクルを可視化し、特定の組織中のベシクルの位置を確認することもできる。加えて、ベシクルが、組織及び/又は受容体目的地を含む所定のターゲットに到達したら、超音波を使用して、ベシクルの破裂を促進し、生物活性剤及び/又は診断剤を放出させることもできる。
【0341】
本発明では、通常は、患者を撮像するか、かつ/又は特に、患者で疾患組織の存在を診断する方法も提供する。本発明の造影剤を患者に投与し、次いで、例えば超音波、コンピュータ断層撮影及び/又は磁気共鳴撮像を使用して、患者を走査して、患者の体内局部及び/又はその局部の疾患組織の可視映像を得ることにより、本発明の撮像プロセスを実施することができる。患者の局部とは、患者の全身又は患者の特定の局部又は部分を意味している。造影剤は特に、心筋、内皮及び/又は上皮組織、さらに、胃腸及び心臓血管局部などの組織の映像を得るために使用することができるが、より広範囲に、例えば、当技術分野の専門家には容易に理解されるように、血管系又は他の方法で撮像する際に使用することもできる。ここで使用される場合、心臓血管との句は、心臓並びに直接に心臓に、及び心臓から通じる血管系により規定される患者の局部を示している。ここで使用される場合、血管系との句は、体内、又は体の臓器又は一部内の血管(動脈、静脈など)を示している。患者は、どのタイプの哺乳類であってもよいが、ヒトが、最も好ましい。
【0342】
本発明はさらに、疾患組織の存在を診断する方法を提供する。疾患組織には例えば、疾患組織を支持する血管系から生じる内皮組織が含まれる。結果として、正常な環境下では、内皮組織とは関連していない患者の局部に、内皮組織が位置付けられ局在し、可視化されることは、局部中の疾患組織の指標となる。
【0343】
本発明の磁気共鳴撮像法を実施する際に、造影剤を単独で、又は他の診断剤、治療剤又は他の薬剤と組み合わせて使用することができる。このような他の薬剤には、着香剤又は着色剤などの付形剤が含まれる。使用される磁気共鳴撮像技術は慣用で、例えば、D.M.Kean and M.A.Smith,Magnetic Resonance Imaging:Principles and Applications,(William and Wilkins,Baltimore 1986)に記載されている。考えられるMRI技術には、これらに限らないが、核磁気共鳴(NMR)及び電子スピン共鳴(ESR)が含まれる。好ましい撮像の種類は、NMRである。
【0344】
本発明の造影剤を評価する際に使用することができる代表的な方法を、図面に示されているシステムを参照して下記で検討する。同じ数字は、同じ要素を示しているこの図面では、図1は、本発明の実施形態による造影剤をインビトロ評価するためのシステム10の図面表示である。この好ましい実施形態では、システム10は、本発明による造影剤の有効性を評価するための装置12を含む。装置12は、好ましくは2%寒天などの寒天からなるブロック14を含む。寒天oscは、例えばBoehringer Mannheim(Indianapolois、IN)から市販されており、通常の専門家によく知られている技術を使用して調製されたブロックであってよい。装置12はさらに、ブロック14を貫通している、例えばポリエチレン管などの管16を含む。ナイロン糸などの糸18を、管16に通すが、これには、ブロック12を貫通する管16の一部中で、糸18に固定されている木綿パイピング材料などの吸収材料22を介して血餅20が付着している。超音波プローブ24を、ブロック14に近接させる。
【0345】
造影剤を、図10のシステム10を使用して、次の手順により評価することができる。生理食塩水などの液体媒体を、ぜん動ポンプ(図示せず)を使用して望ましい流速で、管16にポンプ導入する。造影剤を、血餅20の循環溶液の上流に注入し、プローブ24からの超音波信号の対象を、血餅20付近の領域とする。撮像を連続的に行い、注入された造影剤の超音波強度を、血餅20の近接領域で測定する。
【0346】
本発明をさらに、次の実施例で詳述する。実施例1から8、13から15、20から22、27、28、42、43から45及び47、48、60及び61は、実際の実施例であり、実施例9から12、16から19、23から26、29から41及び49から59は、推測による実施例である。実施例46は(部分的に)実際の、及び(部分的に)推測の両方である。実施例は、説明の目的のためのものであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
【0347】
(実施例)
実施例1
本実施例は、次式を有する四ヨウ化N,N’−ビス(ヘキサデシルアミノカルボニルメチレン)−(β−N,N,N−トリメチルアンモニウムエチルアミノカルボニルメチレン)−N,N’−ジメチル−N,N’−エチレンジアミン(四ヨウ化EDTA−HA−TMA)の調製を対象としている。
【化25】
Figure 2005500245
【0348】
A.N,N’−ビス(ヘキサデシルアミノカルボニルメチレン)−エチレンジアミン−N,N’−二酢酸(EDTA−HA)の調製。
【化26】
Figure 2005500245
無水メタノール(30mL)中のエチレンジアミン四酢酸二無水物(2.56g、0.01モル)及び無水メタノール(60mL)中のヘキサデシルアミン(4.82g、0.02モル)を混合し、50℃で6時間攪拌した。生じた白色の固体を濾過により分離し、室温で、真空乾燥させると、EDTA−HA3.43g(64%)が得られた。
IR:OHで3320cm−1、C=O(カルボニル)で1670cm−1
【0349】
B.N,N’−ビス(ヘキサデシルアミノカルボニルメチレン)−N,N’−β−N,N−ジメチルアミノ−エチルアミノカルボニルメチレン)エチレンジアミン(EDTA−HA−DMA)の調製
【化27】
Figure 2005500245
ステップAからのEDTA−HA(3.69g、0.005モル)、N,N−ジメチルエチレンジアミン(0.88g、0.01モル)及びCHCl(100mL)からなる冷溶液(5℃)に、DCC(2.227g、0.011モル)のCHCl(20mL)溶液を滴加した。生じたエマルションを、室温で約24時間攪拌し、濾過した。0.5%酢酸(100mL)で、濾液を洗浄して、過剰なDCCを分解した。2層に分離している乳白色の溶液が観察された。下部有機相を一晩乾燥させ(NaSO)、真空濃縮すると、EDTA−HA−DMA3.81gが軟らかい固体として得られた。
IR:3280cm−1、2900cm−1、1640cm−1、1530cm−1
【0350】
C.四ヨウ化EDTA−HA−TMAの調製
ステップBからのEDTA−HA−DMA(4.22g、4.77モル)、ヨードメタン(3.41g、24mmol)及びエタノール(30mL)を混合し、2時間還流させた。反応混合物を濃縮し、残留物を一晩凍結乾燥させた。表題生成物4.98g(四ヨウ化EDTA−HA−TMA)が黄色の固体として得られた。
IR:3260cm−1、1650cm−1
【0351】
実施例2
この実施例は、次式を有する二ヨウ化N,N’−ビス(ヘキサデシルオキシカルボニルメチレン)−N−(β−N,N,N−トリメチルアンモニウムエチルアミノカルボニルメチレン)−N−メチル−N’−(カルボキシメチレン)エチレンジアミン(二ヨウ化EDTA−HAL−DMA)の調製を対象としている。
【化28】
Figure 2005500245
【0352】
A.N,N’−ビス−(ヘキサデシルオキシカルボニルメチレン)−エチレンジアミン−N,N’−二酢酸(EDTA−HAL)の調製
【化29】
Figure 2005500245
ヘキサデシルアルコール(4.84g、0.02モル)、無水ジメチルホルムアミド(20mL)、無水トリエチルアミン(3.3g)及びエチレンジアミンテトラ酢酸二無水物(2.56g、0.01モル)を混合し、50℃で2時間攪拌した。反応混合物を冷水(200mL)に注ぎ、生じた水性混合物をHClで酸性化した。生じた白色沈殿物を濾過により分離し、濾過ケーキを水で洗浄した。エタノールから白色の固体を再結晶させると、EDTA−HAL7gが得られた。融点103℃。
【0353】
B.N,N’−ビス(ヘキサデシルオキシカルボニルメチレン)−N−(β−N−ジメチルアミノエチルアミノカルボニル)−N’−酢酸(EDTA−HAL−DMA)の調製
【化30】
Figure 2005500245
ステップAからのEDTA−HAL(3.70g、0.005モル)、N,N−ジメチルエチレンジアミン(1.598g、0.0175モル)及びCHCl(100mL)からなる冷溶液(5℃)に、(DCC)(3.60g、0.0175モル)のCHCl(20mL)溶液を滴加した。沈殿物が生じ、反応混合物を室温で約24時間攪拌した。反応混合物を濾過し、濾液を0.5%酢酸(100mL)で洗浄して、過剰のDCCを分解した。2層に分離している乳白色の溶液が生じた。底部の有機相を乾燥させ、真空濃縮すると、EDTA−HAL−DMA3.85gが粘性液体として得られた。
【0354】
C.二ヨウ化EDTA−HAL−DMAの調製
ステップBからのEDTA−HAL−DMA(2.36g、0.0027モル)、ヨードメタン(3.81g)及びエタノール(50mL)を混合し、2時間還流させた。溶液を真空濃縮し、生じた残留物を一晩凍結乾燥させた。表題化合物(二ヨウ化EDTA−HAL−DMA)2.96gが、黄色がかった固体として得られた。
【0355】
実施例3
この実施例は、次式を有する二ヨウ化N,N’−ビス(ヘキサデシルオキシカルボニルメチレン)−N−(β−N,N,N−トリメチルアンモニウムエチルアミノカルボニルメチレン)−N−メチル−N’−(カルボキシメチレン)エチレンジアミン(二ヨウ化EDTA−HA−DMA)の調製を対象としている。
【化31】
Figure 2005500245
【0356】
A.N,N’−ビス(ヘキサデシルアミノカルボニルメチレン)−エチレンジアミン−N,N’−二酢酸(EDTA−HA)の調製
【化32】
Figure 2005500245
無水メタノール(60mL)中のヘキサデシルアミン(4.82g、0.02モル)を、エチレンジアミンテトラ酢酸二無水物(2.56g、0.01モル)の無水メタノール(30mL)懸濁液に加えた。混合物を50℃で6時間攪拌した。生じた白色の固体沈殿物を濾過により分離し、室温で真空乾燥させると、EDTA−HA3.43g(64%)が得られる、融点156〜158℃。
IR:OHで3320cm−1;−C(=O)−で1670cm−1
【0357】
B.N,N’−ビス(ヘキサデシルアミノカルボニルメチレン)−N,N’−ビス(β−N,N−ジメチルアミノエチルアミノカルボニルメチレン)エチレンジアミン(EDTA−HA−DMA)の調製
【化33】
Figure 2005500245
ステップAからのEDTA−HA(3.69g、0.005モル)、N,N−ジメチルエチレンジアミン(0.88g、0.01モル)及びCHCl(100mL)からなる冷溶液(5℃)に、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)(2.227g、0.011モル)のCHCl(20mL)溶液を滴加した。沈殿物が観察され、反応混合物を室温で約24時間攪拌した。反応混合物を濾過し、濾液を0.5%酢酸(100mL)で洗浄して、過剰のDCCを分解した。2層に分離している乳白色の溶液が生じた。底部有機層を乾燥させ(NaSO)、真空濃縮させると、EDTA−HA−DMA3.81gが白色の固体として得られた。
IR:3280cm−1;2900cm−1;1640cm−1;1530cm−1
【0358】
C.二ヨウ化EDTA−HA−DMAの調製
ステップBからのEDTA−HA−DMA(4.2g、4.77モル)、ヨードメタン(3.41g、24mmol)及びエタノール(30mL)からなる溶液を2時間還流させた。エタノール溶液を真空濃縮し、生じた残留物を一晩凍結乾燥させた。表題化合物(二ヨウ化EDTA−HA−DMA)3.98gが黄色の固体として得られた。
IR:3260cm−1;1650cm−1
【0359】
実施例4
この実施例は、次式を有するDPGS−PEG−Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Valの調製を対象とする。
【化34】
Figure 2005500245
【0360】
A.N−(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−スクシニル)−スクシンイミドの調製(N−DPGS−スクシンイミド)
【化35】
Figure 2005500245
DCC(20.6mg)及びアセトニトリル(10mL)からなる冷溶液(0から5℃)に、sn−グリセロ−3−コハク酸1,2−ジパルミトイル(Avanti Polar Lipids、Alabaster、AL)(66.8mg)、N−ヒドロキシスクシンイミド(11.5mg)、ジメチルアミノピリジン(DMAP)(2mg)及びアセトニトリル(40mL)からなる溶液を滴加した。反応混合物を5時間攪拌し、生じた固体を濾過により除去した。濾液を真空濃縮すると、N−DPGS−スクシンイミド78mgが白色の生成物として生じた。
【0361】
B.3−ω−カルボキシ−ポリエチレングリコールイミノスクシネート−1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロール(DPGS−ω−カルボキシ−PEG)の調製
【化36】
Figure 2005500245
ω−アミノ−ω’−カルボキシ−ポリエチレングリコール(Shearwater Polymers、Huntsville、AL)(0.3g)及びトリエチルアミン(40mg)からなる冷CHCl(20mL)溶液(0から5℃)に、ステップAからのN−DPGS−スクシンイミド(78mg)のCHCl(10mL)溶液を滴加した。生じた溶液を10℃で約5時間攪拌し、一晩放置した。反応混合物を、氷水に注ぎ、10%HClを用いて3未満のpHまで中和した。有機層を単離し、水で洗浄し、乾燥させた(NaSO)。濾過し、真空濃縮すると、DPGS−ω−カルボキシ−PEG 0.34gが白色の固体として得られた。
【0362】
C.3−スクシナモイルオキシカルボニル−ポリエチレングリコール−イミノ−スクシネート−1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロール(DPGS−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミド)の調製
【化37】
Figure 2005500245
DCC(12mg)の冷アセトニトリル(10mL)溶液(0から5℃)に、ステップBからのDPGS−ω−カルボキシ−PEG(200mg)、N−ヒドロキシスクシンイミド(6mg)及びジメチルアミノピリジン(2mg)からなる溶液を加えた。生じた反応混合物を5時間攪拌した。生じた白色の固体を濾過により反応混合物から除去し、濾液を真空濃縮した。DPGS−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミドが白色の固体(200mg)として得られた。
【0363】
D.DPGS−PEG−Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val複合体の調製
Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val(5mg)の冷pH8.5緩衝液(20mL)溶液(0から5℃)に、ステップCからのDPGS−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミド(40mg)のアセトニトリル(0.1mL)溶液を滴加した。生じた反応混合物を室温で約48時間攪拌した。反応混合物を真空濃縮し、約1000の分画分子量を有する膜を介して、無機塩を透析した。表題化合物(DPGS−PEG−Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val)が白色の固体(24mg)として得られた。
【0364】
実施例5
この実施例は、次式を有するDPPE−PEG−Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val)の調製を対象とする。
【化38】
Figure 2005500245
[上式中、「Peptide」は、
【化39】
Figure 2005500245
である]
【0365】
A.ω,ω’−ジメチレンカルボキシ−ポリエチレングリコール無水物の調製
【化40】
Figure 2005500245
イソシアン酸クロロスルホニル(14.2mg)の冷CHCl(5mL)溶液(0から5℃)に、ω,ω’−ジメチレンカルボキシ−ポリエチレングリコール(0.34g)及びトリエチルアミン(20mg)からなるCHCl(20mL)溶液を加えた。反応混合物を一晩攪拌し、氷水に注いだ。有機層を単離し、乾燥させた(NaSO)。有機層を濾過し、真空濃縮すると、表題の無水化合物が白色の固体(0.2g)として得られた。
【0366】
B.1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロール−3−ホスホエタノールアミン−N−カルボニルメチレン−ω’−カルボキシ−ポリエチレングリコール(DPPE−ω−カルボキシ−PEG)の調製
【化41】
Figure 2005500245
ステップAからの無水化合物(0.3g)の冷CHCl(10ml)溶液(0から10℃)に、DPPE(0.07g)及びトリエチルアミン(0.05g)からなるCHCl(15mL)溶液を加えた。生じた反応混合物を一晩攪拌し、氷水に注ぎ、10%HClを用いてpH3未満に中和した。有機層を単離し、乾燥させた(NaSO)。有機層を濾過し、真空濃縮すると、DPPE−ω−カルボキシ−PEG 0.45gが暗い白色の固体として得られた。
【0367】
C.1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロール−3−ホスホエタノールアミン−N−カルボニルメチレン−ポリエチレングリコール−スクシンイミド(DPPE−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミド)の調製
【化42】
Figure 2005500245
DCC(3mg)の冷アセトニトリル(2mL)溶液(0から5℃)に、ステップBからのDPPE−ω−カルボキシ−PEG(60mg)、N−ヒドロキシ−スクシンイミド(1.8mg)及びジメチルアミノピリジン(0.2g)からなるアセトニトリル(6mL)溶液を加えた。生じた混合物を0から5℃で3時間攪拌し、次いで、室温で一晩攪拌した。生じた固体を、濾過により除去し、濾液を、真空濃縮すると、DPPE−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミド60mgが得られた。
【0368】
D.DPPE−PEG−Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val複合体の調製
Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val(5mg)の冷pH8.5緩衝液溶液(0から5℃)に、アセトニトリル(10mL)中のDPPE−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミド(40mg)を滴加した。生じた混合物を室温で約48時間攪拌した。アセトニトリルを真空除去し、分画分子量1000を有する膜を介して無機塩を透析した。凍結乾燥により、表題化合物(DPPE−PEG−Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val)35mgが白色の固体として得られた。
【0369】
実施例6
生理食塩水、プロピレングルコール及びグリセロール(8:1:1)からなる溶液に、DPPC、DPPE−PEG5000及びDPPAをモル比(82:8:10)で加えた。生じた混合物を約45℃に加熱し、濾過した(0.22μm)。濾過した混合物をバイアルに入れ、放置して室温まで冷却した。バイアルを真空下において、ガスを排気し、その後、バイアルをPFPで加圧した。次いで、バイアルを密閉し、振盪機上に置き、室温で攪拌すると、平均直径約2.5μmを有するPFP−充填ベシクルが得られた。
【0370】
実施例7
この実施例は、本発明の範囲内のターゲット化ベシクルの調製を対象とする。
【0371】
GPIIbIIIa結合ペプチド(Integrated Biomolecule Corporation、Tucson、AZ)を、実施例5に記載の手順を使用して、DPPE−PEG3400に共有結合により結合させた。次いで、このペプチド複合体を、DPPC(82モル%)、DPPE−PEG5000(8モル%)及びDPPA(8モル%)からなる乾燥脂質混合物と混合した。この混合物を水和させて、Labconco Lyph−Lock 12凍結乾燥機(Kansas City、MO)で凍結乾燥させた。凍結乾燥させた物質を、8:1:1の通常生理食塩水:プロピレングリコール:グリセロールに、1mg/mLの濃度で再懸濁した。この混合物の分量を、2mL Wheatonバイアル(Millville、NJ)に入れ、キャップをし、ヘッドスペースを、ペルフルオロブタンガス(Flura、Newport、TN)に代えた。バイアルを攪拌すると、GPIIbIIIa受容体をターゲットとするベシクル組成物が得られた。
【0372】
実施例8
この実施例には、実施例6及び7で調製されたベシクル組成物を使用するペプチド結合実験の記載が含まれる。
【0373】
非ヘパリン化ヒト血液を、Vacutainer管(Becton Dickinson、Rutherford、NJ)に入れ、血餅にした。Beckman TJ−6遠心分離機(Palo Alto、CA)中で遠心分離することにより、血餅を集めた。次いで、血餅を正に荷電されている顕微鏡スライド(Fisher Scientific、Pittsburgh、PA)の上に置いた。スライド9枚を、血餅血液で被覆した。未被覆のスライド6枚を、対照研究として使用した。次いで、前記のスライドに、実施例6及び7(200μL)からなるベシクル組成物を塗布することにより、次のように結合研究を行った:(A)血餅のみ(対照);(B)血餅を伴わない、実施例6からのベシクル組成物;(C)血餅を伴う、実施例6からのベシクル組成物;(D)血餅を伴わない、実施例7からのベシクル組成物;及び(E)血餅を伴う、実施例3からのベシクル組成物。スライドを20分間インキュベーションし、次いで、リン酸緩衝生理食塩水を使用して、未結合の物質を洗い流した。次いで、スライドを、Nikon Diaphot(東京、日本)顕微鏡を使用して観察した。結果を、次の表に記載する。
【0374】
表3
結合研究 結合
(A) なし
(B) なし
(C) なし
(D) なし
(E) あり
【0375】
上の表から分かるように、結合は、GPIIbIIIaターゲッティングペプチドを含有する実施例7で調製されたベシクル組成物でのみ観察された。
【0376】
実施例9
この実施例は、GPIIbIIIa受容体を対象とするターゲッティングリガンドを支持するヒト血清アルブミン系ベシクルの調製を対象とする。
【0377】
容器に、ヒト血清アルブミン5%の懸濁液を導入する。公開国際出願WO95/第29705号(この記載を、ここでは全て参照して援用する)に記載されているように、この懸濁液を、連続的な真空下に脱気し、ヘッドスペースにペルフルオロプロパンガスを導入する。生じるガス充填アルブミンベシクルを、通常生理食塩水での洗浄を繰り返して、遊離のアルブミンから分離する。ガス充填ベシクルを、通常生理食塩水:プロピレングリコール:グリセロール(6:2:2、v:v:v)からなる混合物に再懸濁し、この懸濁液を穏やかに混合する。この懸濁液に、グルタルアルデヒド1%及びペプチドLys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val1重量%を加えると、GPIIbIIIa結合ペプチドを支持する架橋ペルフルオロプロパンベシクルが生じることになる。
【0378】
実施例10
この実施例は、GPIIbIIIa受容体を対象とするターゲッティングリガンドと結合する重合可能なアクリロイル/スチリル脂質類似体により安定化されたベシクルの調製を対象とする。
【0379】
12−ヒドロキシドデカン酸を、塩化メタクリロイルでエステル化し、このエステルを無水物に変えると、12−(メタクリロイルオキシ)ドデカン酸無水物が得られよう。タマゴレシチンに由来するL−アルファ−グリセロホスホコリンを、12−(メタクリロイルオキシ)ドデカン酸無水物でアシル化すると、ビス[12−(メタクリロイル)オキシドデカノイル]−L−アルファ−ホスファチジルコリン(1)が得られよう。化合物(1)を、粗製ガラガラヘビ毒液(Crotalus adamanteus)に由来するホスホリパーゼAを用いて酵素により加水分解し、引き続き、パルミトイル無水物でアシル化すると、1−[2−(メタクリロイルオキシ)ドデカノイル]−2−パルミトイル−L−アルファ−ホスファチジルコリン(2)が得られよう。同様の方法を使用して、ジパルミトイル−L−アルファ−ホスファチジルコリンを1−パルミトイル−2−[12−(メタクリロイルオキシ)−ドデカノイル]−L−アルファ−ホスファチジルコリン(3)に変えるものとする。
【0380】
DPPE−PEG5000(1.8mg/mL)及び、前記の実施例5に記載の手順を使用して調製されるGPIIbIIIa結合ペプチド(Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Val)で標識されているDPPE−PEG−5000 10重量%からなる通常生理食塩水溶液に、前記で調製される化合物(3)を加えるものとする。この溶液の分量を、滅菌3mLバイアルに入れる。バイアルのヘッドスペースを脱気し、窒素及びペルフルオロエタンガスからなる混合物(20:80、v/v)をバイアルのヘッドスペースに周囲圧力まで充填する。バイアルをESPE Capmix(Seefed、Oberay ドイツ)上で、室温で約1分間振盪する。ベシクル組成物を照射(254nm)すると、GPIIbIIIa結合ペプチドを有する重合ガス充填ベシクルが得られよう。ベシクルの平均直径は、約3μmとなろう。
【0381】
実施例11
この実施例は、GPIIbIIIa受容体をターゲットとする合成ポリビス(カルボキシラトフェノキシ)ホスファゼン)(PCPP)ガス充填ベシクルの調製を対象としている。
【0382】
前記の実施例5に記載の手順を使用して、PCPP−PEG2000−Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Valを調製することとする。次いで、PCPPベシクルを、米国特許第5487390号(この記載をここでは全て、参照して援用する)に記載されているように調製する。PCPPベシクル(100mg)を、NaCO溶液(30mg/mL)1mLに加え、室温で一晩攪拌して、溶解させる。溶液を、リン酸緩衝生理食塩水(pH7.4)で希釈して、最終ポリマー濃度2.5%(w/v)及び溶液pH7.4にする。必要な場合には、1NのHClを使用して、pHを調整する。
【0383】
Tween20 0.2%を含有するPCPP溶液(2.5w/v%)を、コロイドミル中でペルフルオロプロパンガスと混合して、数時間安定なガス処理されたPCPP溶液を生じさせる。溶液中で利用されるPCPPの10モル%は、PCPP−PEG2000−Lys−Gln−Ala−Gly−Asp−Valである。ガス処理された溶液を、シリンジポンプから、150μL/分で、空気噴霧装置中に、ペルフルオロプロパンガスの雰囲気下に押出し、Tween20 0.5%を含有する7.5%CaCl溶液250mLを含むパンに噴霧する。CaCl溶液と接触すると、PCPPは、二価カルシウムイオンにより架橋して、GPIIbIIIaをターゲットとし、ペルフルオロプロパンで充填されている球体ゲルベシクルの比較的均一な集団をもたらす。捕捉されているペルフルオロプロパンの存在は、倒立顕微鏡を使用してベシクルを観察することにより証明される。
【0384】
実施例12
この実施例は、フッ素化脂質から処方された、GPIIbIIIa受容体をターゲットとするベシクルの調製を対象とする。
【0385】
α−アミノ,ω−カルボキシ−PEG3400 1当量を水:ジオキサン(1:1、v:v)の溶液中に溶かすことにより、α−アミノ,ω−カルボキシ−PEG3400(Shearwater Polymer、Huntsville、AL)中のアミノ基を保護する。この攪拌溶液に、t−Boc−無水物(Bachem、Gardena、CA)及びトリエチルアミン(Aldrich Chemical、Milwaukee、WI)それぞれ1モル当量を加える。生じる溶液を一晩攪拌し、真空濃縮して、揮発性ジオキサンを除去する。濃縮される物質に、水に対して10容量当量の酢酸エチルを加え、生じる混合物を氷浴中で冷却する。混合物のpHを、2N硫酸水溶液でpH2に調整し、分液漏斗を使用して、下部水性相を除去する。この酢酸エチル層を、飽和ブラインで洗浄し、乾燥させ(MgSO)、濾過し、真空濃縮すると、シロップが得られる。
【0386】
t−Boc−α−アミノ,ω−カルボキシルPEG3400、1モル当量のジイソプロピルカルボジイミド(DIC)(Sigma Chemical Co.、St.Louis、MO)及び無水DMFを混合する。この溶液を、攪拌し、ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)(Sigma Chemical Co.、St.Louis、MO)、ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBT)及び1,2−ジ−(15,16,17,18−ノナフルオロ)ステアロイル−ホスファチジルエタノールアミン(フルオロ−DSPE)をそれぞれ1当量加える。生じる溶液を2時間攪拌し、真空濃縮する。フルオロ−DSPE−t−BOC−α−アミノ,ω−アミド PEG3400を、トリフルオロ酢酸及びCHCl(4:6、v:v)からなる溶液に懸濁し、引き続き、さらに20分間攪拌する。次いで、溶液をDIEAで中和し、真空濃縮する。生成物を、CHClに再懸濁し、HCl水溶液を、約2のpHになるまで加える。水性層を、分離し、pHを、1.0%NaOHを用いてpH10に再調整する。この水性混合物に、酢酸エチルを加え、これを分離し、飽和ブラインで洗浄し、乾燥させる(MgSO)。濾過し、真空濃縮すると、フルオロ−DSPEα−アミノ,ω−アミドPEG3400が黄色のオイルとして得られよう。
【0387】
前記で得られる黄色のオイル、1当量のN−ブロモスクシンイミド(NBS)(Sigma Chemical、St.Louis、MO)及びDMFを混合する。生じる混合物を3時間攪拌し、一晩真空濃縮する。濃縮した物質を、pH7のリン酸緩衝生理食塩水中に懸濁させる。GPIIbIIIa受容体をターゲットとするペプチドArg−Gly−Asp−Ser(RGDS)を、懸濁液に加える。一晩攪拌した後に、反応混合物を、Amiconフィルター濃縮機(Amicon、Beverly、MA)を用いて、約300mLの容量まで濃縮する。濃縮された溶液を、ゲル濾過クロマトグラフィーにより精製すると、フルオロ−DSPE−α−アミノ,ω−アミドPEG3400−Arg−Gly−Asp−Serが得られる。この生成物を、DPPC及びDPPAからなる混合物に加えると、40:54:6(w:w:w)のDPPC:フルオロ−DSPE:DPPAの比が生じる。この脂質混合物を、通常生理食塩水:グリセロール:プロピレングリコール(8:1:1、v:v:v)を有する希釈剤に加えると、希釈剤1mg/mLの最終脂質濃度が得られる。この溶液の分量を2mLバイアル(Wheaton Industries、Chicago、IL)に導入し、ヘッドスペースにペルフルオロプロパンを充填する。このバイアルを、ESPE Capmix(ESPE、Seefeld、ドイツ)で4300rpmで1分間攪拌すると、GPIIbIIIa受容体をターゲットとするフッ素化ベシクルが得られる。
【0388】
実施例13
【化43】
Figure 2005500245
この実施例は、次式を有するN−(1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−スクシニル)−PEG−プロテインA複合体の調製を対象とする。
【0389】
A.N−DPGS−スクシンイミドの調製
【化44】
Figure 2005500245
100mL丸底フラスコ中のsn−グリセロ−3−コハク酸1,2−ジパルミトイル(66.8mg)、N−ヒドロキシ−スクシンイミド(11.5mg)、DMAP(2mg)及びアセトニトリル(40mL)からなる冷溶液(0から5℃)に、DCC(20.6mg)のアセトニトリル(10mL)溶液を加えた。生じた混合物を5時間攪拌した。反応の間に生じた固体物質(ジシクロヘキシル尿素)を濾過により除去し、濾液を真空濃縮すると、N−DPGS−スクシンイミド78mgが白色の生成物として得られた。
【0390】
B.3−ω−カルボキシ−ポリエチレングリコール−イミノ−スクシネート−1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロール(DPGS−ω−カルボキシ−PEG)の調製
【化45】
Figure 2005500245
100mL丸底フラスコ中のステップAからのN−DPGS−スクシンイミド(78mg)及びCHCl(10mL)(Mallinckrodt、St.Louis、Mo)からなる冷溶液(0から5℃)に、ω−アミノ−ω’−カルボキシ−ポリエチレングリコール(0.3g)及びトリエチルアミン(40mg)からなるCHCl(20mL)溶液を滴加した。生じた混合物を10℃で5時間攪拌した。一晩攪拌した後に、反応混合物を氷水に注ぎ、10%HClを用いて約3又はそれ未満のpHまで中和した。下部有機層を分液漏斗を使用して除去し、水で3回洗浄した。有機層を集め、乾燥させた(NaSO)。濾過し、真空濃縮すると、DPGS−ω−カルボキシ−PEG 0.34gが白色の固体として得られた。
【0391】
C.3−スクシナモイル−オキシ−カルボニル−ポリエチレングリコール−イミノ−スクシネート−1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロール(DPGS−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミド)の調製
【化46】
Figure 2005500245
250mL丸底フラスコ中のステップBからのDPGS−ω−カルボキシ−PEG(200mg)、N−ヒドロキシスクシンイミド(6mg)、DMAP(2mg)及びアセトニトリル(40mL)からなる冷溶液(0から5℃)に、DCC(12mg)のアセトニトリル(10mL)溶液を滴加した。生じた混合物を5時間攪拌し、生じた白色の固体(ジシクロヘキシル尿素)を濾過により除去した。濾液を真空濃縮すると、DPGS−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミド200mgが白色の固体として得られた。
【0392】
D.DPGS−PEG−プロテインA複合体の調製
pH8.5の水性緩衝液(20mL)中のプロテインA(Sigma Chemical Co.、St.Louis、Mo)(20mg)の攪拌されている冷溶液(5から10℃)に、ステップCからのDPGS−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミド(4mg)及びアセトニトリル(10mL)の溶液を滴加した。生じた混合物の温度を室温と平衡させ、反応混合物を約48時間攪拌した。混合物を真空濃縮させ、残留した塩を、分画分子量約3500を有する透析バッグを使用して、透析により除去し、水に対して平衡させた。生じた透析された溶液を凍結させ、凍結乾燥させると、表題物質(DPGS−PEG−プロテインA複合体)12mgが白色の固体として得られた。
【0393】
実施例14
この実施例は、次式を有するDPPE−PEG−プロテインA複合体の調製を対象としている。
【化47】
Figure 2005500245
【0394】
A.ω,ω’−ジメチレンカルボキシ−ポリエチレングリコール無水物の調製
【化48】
Figure 2005500245
100mL丸底フラスコ中のω,ω’−ジメチレンカルボキシ−ポリエチレングリコール(0.34g)及びCHCl(20mL)からなる冷溶液(0から5℃)に、DCC(0.02g)のCHCl(5mL)溶液を加えた。この溶液を一晩攪拌し、生じた白色の固体沈殿物(ジシクロヘキシル尿素)を濾過により除去した。濾液を真空濃縮すると、無水物0.3gが白色の固体として得られた。
【0395】
B.1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロール−3−ホスホエタノールアミン−N−カルボニル−メチレン−ω’−カルボキシ−ポリエチレングリコール(DPPE−ω−カルボキシ−PEG)の調製
【化49】
Figure 2005500245
100mL丸底フラスコ中のステップAからの無水物(0.3g)及びCHCl(10mL)の冷溶液(0から10℃)に、DPPE(0.07g)及びトリエチルアミン(0.05g)からなるCHCl(15mL)溶液を加えた。一晩攪拌した後に、反応混合物を氷水に注ぎ、10%HClを用いて、約3又はそれ未満のpHに酸性化した。次いで、下部有機層を、250mL分液漏斗を使用して分離し、乾燥させた(NaSO)。濾過し、CHCl溶液を真空濃縮すると、DPPE−ω−カルボキシ−PEG 0.45gが白色の固体として得られた。
【0396】
C.1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロール−3−ホスホエチルアミン−N−カルボニルメチレン−ポリエチレングリコール−スクシンイミド(DPPE−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミド)の調製
【化50】
Figure 2005500245
DCC(3mg)及びアセトニトリル(2mL)の冷溶液(0から5℃)に、ステップBからのDPPE−ω−カルボキシ−PEG(60mg)、N−ヒドロキシ−スクシンイミド(1.8mg)及びDMAP(0.2mg)からなるアセトニトリル(6mL)溶液を加えた。0から5℃で3時間攪拌した後に、反応混合物の温度を、室温と平衡させた。一晩攪拌した後に、生じた白色の固体沈殿物(ジシクロヘキシル尿素)を濾過により除去し、濾液を真空濃縮すると、DPPE−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミド60mgが得られた。
【0397】
D.DPPE−PEG−プロテインA複合体の調製
pH8.5の15ml水性緩衝液(15mL)中のプロテインA(20mg)の冷溶液(5から10℃)に、アセトニトリル(8mL)中のステップCからのDPPE−ω−カルボキシ−PEG−スクシンイミド(4mg)を滴加した。反応混合物の温度を室温と平衡させ、攪拌を48時間継続した。混合物を真空濃縮し、残留した塩を、分画分子量約3500を有する透析膜を使用して、水に対して透析した。水性透析サンプルを凍結乾燥させると、表題生成物(DPPE−PEG−プロテインA複合体)15mgが白色の固体として得られた。
【0398】
実施例15
この実施例は、上皮細胞をターゲットとするターゲット化ベシクル組成物の調製及び使用を対象としている。
【0399】
A.ベシクル組成物の調製
実施例13からのDPGS−PEG−プロテインA複合体(1重量%)を、DPPC(82モル%)、DPPA(10モル%)及びDPPE(8モル%)からなる無水脂質混合物と組み合わせた。この無水脂質混合物を水和させ、Labconco(Kansas City、MO)Lyph−Lock12凍結乾燥機で凍結乾燥させた。凍結乾燥させた混合物を、通常生理食塩水:プロピレングリコール:グリセロール(8:1:1)に、脂質濃度1mg/mLで再び再懸濁させた。混合物を2mL Wheatonバイアル(Millville、NJ)に分量した。バイアルにキャップをし、バイアルのヘッドスペースをペルフルオロブタンガス(Flura、Newport、TN)に代えた。次いで、バイアルをEspe Capmix(登録商標)(Seefeld、ドイツ)で1分間振盪すると、ガス充填ベシクルが得られた。ウサギ抗ケラチン抗体(Calbiochem、San Diego、CA)(100μL)をバイアルのサンプルに加え、これらのバイアルを、回転させて、抗体とガス充填ベシクルとを混合する。バイアルを、室温で約1時間インキュベーションした。ビシンコニン酸タンパク質アッセイ(Pierce、Rockford、IL)をベシクル組成物で、PBSで洗浄する前後に行った。このアッセイは、抗ケラチン抗体が、プロテインAを介してベシクルに結合し、洗浄の間にも結合し続けたことを示した。
【0400】
B.ベシクル組成物でのターゲッティング実験
HeLa細胞(ケラチンを発現する上皮子宮頚ガン細胞系)を、EMEM媒体(Cellgro、Washington,DC)中の水平組織培養管(Nunc、Roskilde、Denmark)に入れた。細胞を一晩成長させ、ベシクル組成物の分量をそれぞれの管に加えた。使用したベシクル組成物は:(i)実施例6からのベシクル;(ii)ウサギ抗ケラチン抗体を含有しないステップAで調製されたベシクル;及び(iii)ウサギ抗ケラチン抗体を含有するステップAで調製されたベシクルであった。抗体を含む(iii)のベシクルのみが、HeLa細胞に結合した。
【0401】
実施例16
ペグ化脂質を、ジステアロイルホスファチジル−エタノールアミン(DSPE)(Avanti Polar Lipids、Alabaster、AL)及びα−アミノ,ω−カルボキシ−PEG3400(Shearwater Polymer、Huntsville、AL)から調製する。水:ジオキサン(1:1、v:v)中で、α−アミノ,ω−アミド−PEG及びそれぞれ1モル当量のt−Boc−無水物(Bachem、Gardena、CA)及びトリエチルアミン(Aldrich Chemical、Milwaukee、WI)を組み合わせることにより、アミノ基を保護する。生じる溶液を、一晩攪拌し、ジオキサンを真空除去する。水性残留物に、水に対して10容量当量の酢酸エチル(Mallincrodt、St.Louis、Mo)を加え、この混合物を氷浴中で冷却する。pHを、硫酸水溶液(2N)でpH2に調整し、水性層を分液漏斗を使用して分離する。酢酸エチル層をブラインで洗浄し、乾燥させ(MgSO)、真空濃縮すると、シロップが得られよう。
【0402】
この黄色オイル、DSPE−t−BOc−α−アミノ,ω−アミド−PEG3400、1モル当量のジイソプロピルカルボジイミド(DIC)(Sigma Chemical Co.、St.Louis、Mo)及び無水ジメチルホルムアミド(DMF)を混合する。溶液を攪拌し、それぞれ1モル当量のジイソプロピルエチルアミン(DIEA)、(Sigma Chemical Co.、St.Louis、Mo)及びヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBT)を加える。溶液を2時間攪拌し、真空濃縮する。濃縮された残留DSPE−t−BOC−α−アミノ,ω−アミド−PEG3400を、トリフルオロ酢酸及び塩化メチレン(4:6、v:v)と混合し、生じる混合物をさらに20分間攪拌する。溶液をDIEAで中和し、真空濃縮する。残留物を塩化メチレンに再懸濁させ、塩酸水溶液を、pHが2になるまで加える。水性層を分離し、pHを、1.0%NaOHを用いてpH10まで調整する。この水性混合物に、酢酸エチルを加え、これを分離し、飽和ブラインで洗浄し、乾燥させる(MgSO)。酢酸エチル溶液を真空濃縮すると、黄色オイルが得られる。
【0403】
DMF中のこの黄色オイル、DSPE−α−アミノ,ω−アミド−PEG3400の溶液に、1当量のN−ブロモスクシンイミド(NBS)(Sigma Chemical Co.、St.Louis、Mo)を加える。3時間攪拌した後に、反応混合物を一晩真空濃縮する。pH約7のリン酸緩衝生理食塩水(PBS)中の生じた濃縮残留物の懸濁液に、マウス/ヒトキメラ由来のモノクローナル抗原である抗癌胎児性抗原(抗CEA)を加える。一晩攪拌した後に、溶液をAmiconフィルター濃縮機(Amicon、Beverly、MA)で約300mLの溶液まで濃縮する。濃縮された溶液をゲル濾過クロマトグラフィーにより精製すると、最終生成物が得られよう。
【0404】
実施例17
ベシクル処方物を、実施例6を繰り返して調製するが、ただし、約1ナノモルの組換えヒト成長ホルモンをベシクル処方の前に脂質組成物に加えることとする。
【0405】
実施例18
実施例17を繰り返すが、ただし、DPPAを、カチオン脂質ジパルミトイルホスホコリン(Avanti)に代え、DPPCを中性脂質DPPEに代える。これにより、生物活性剤、特に、血管内皮成長因子(VEGF)のための遺伝子などの遺伝子物質に結合しうるカチオンベシクルが得られよう。抗心筋抗体複合体などのターゲッティングリガンドの導入により、梗塞及び/又は虚血組織を対象としうるターゲット化ベシクルが得られよう。高エネルギー超音波のバースト、例えば1MHz連続波200mWをパルス期間を変えながら適用して、ベシクルの破裂を促進することができる。結果として、VEGFを実質的に直接、梗塞及び/又は虚血組織に輸送することができる。
【0406】
実施例19
この実施例は、すい臓の神経内分泌腫瘍をターゲットとするベシクル組成物の調製を対象としている。
【0407】
実施例16を繰り返すが、抗CEAの代わりに、ソマトスタチン(Somatostatin)ペプチドを使用する。治療用抗がん剤ストレプトゾシン(Streptozocin)もベシクル組成物に導入する。生じるベシクル組成物を、神経内分泌腫瘍と診断された患者に静脈注入する。ベシクルは優先的に腫瘍近傍のすい臓領域に吸収されて、腫瘍への抗がん剤の高い輸送が生じることになろう。
【0408】
実施例20
実施例15を繰り返したが、ただし、HeLa細胞に加えて、ターゲット化ベシクルをマウス正常肝細胞を有する上皮細胞系にも加えた。抗体を含有するベシクルだけが、肝細胞に結合した。
【0409】
実施例21
この実施例は、心筋細胞をターゲットとするベシクル組成物の調製及び使用を対象としている。
【0410】
A.ターゲット化ベシクルの調製
実施例15を繰り返したが、ウサギ抗ケラチン抗体を、ウサギ抗ヒト骨ミオシン抗体(Biomakor(登録商標)、Kiryat Weizmann、Rehovot、Israel)(100μL)に代えた。
【0411】
B.心筋細胞のターゲッティング
ラット心臓筋芽細胞(American Type Culture Collection、Rockville、MD)を、EMEM媒体(Cellgro、Washington,DC)中の水平組織培養管(Nunc、Roskilde、デンマーク)に入れた。細胞を一晩成長させ、ベシクル組成物の分量をそれぞれの管に加えた。使用したベシクル組成物は:(i)実施例6からのベシクル;(ii)ウサギ抗心筋抗体を含有しないステップAで調製されたベシクル;及び(iii)ウサギ抗心筋抗体を含有するステップAで調製されたベシクルであった。抗体を含む(iii)のベシクルのみが、心筋細胞に結合した。
【0412】
実施例22
この実施例は、心筋の細胞(心筋細胞)をターゲットとするベシクル組成物の調製及び使用を対象としている。
【0413】
A.ターゲット化ベシクルの調製
実施例15を繰り返したが、ただし、ウサギ抗ケラチン抗体を、ウサギ抗ミオシン(骨核)抗体(Accurate Chemical、Westbury、NY)(100μL)に代えた。
【0414】
B.心筋の細胞のターゲッティング
心筋を発現するH9C2、ラット心筋系を使用した。(骨格筋ミオシン及び心筋ミオシンは実質的に同じである。)対照細胞系は、ヒト腸管細胞系であるINT407であった。細胞を、EMEM媒体(Cellgro、Washington,DC)中の水平組織培養管(Nunc、Roskilde、Denmark)に入れた。細胞を一晩成長させ、ベシクル組成物の分量をそれぞれの管に加えた。使用したベシクル組成物は:(i)実施例6からのベシクル;(ii)ウサギ抗ミオシン抗体を含有しないステップAで調製されたベシクル;及び(iii)ウサギ抗ミオシン抗体を含有するステップAで調製されたベシクルであった。次の3種の実験細胞タイプを使用した:(a)INT407;(b)H9C2;及び(c)10%グルコースに10分間さらして、細胞に衝撃を与え、空孔を開けて、抗ミオシンと細胞質ミオシンとが結合するようにしたH9C2。細胞タイプ(a)、(b)又は(c)のいずれでも、ベシクル組成物(i)又は(ii)では結合が観察されなかった。ベシクル組成物(iii)も、細胞タイプ(a)には結合しなかった。ベシクル組成物(iii)と細胞タイプ(b)との若干の結合が観察され、ベシクル組成物(iii)と細胞タイプ(c)との実質的な結合が観察された。
【0415】
実施例23
ジピリダモール(例えば、The Merck Index,10th Ed.,p.489(1983)参照)は、本発明では、冠血管拡張剤である生物活性剤である。ジピリダモールは、本発明ではターゲッティングリガンドでもある。それというのも、これは、心臓組織中の1種又は複数の受容体に結合し、ホスホリピドに付着して、膜親和性誘導体をもたらすためである。特に、N−スクシニル−DPPEは、ジシクロヘキシルカルボジイミド及び縮合剤としての触媒を使用すると、ジピリダモールに結合して、N−ジピリダモリルスクシネート−DPPEを生じる。この脂質結合ジピリダモール誘導体を、心臓組織をターゲットとするためのベシクルを調製するために、脂質組成物中で使用することになる。
【0416】
実施例24
バルーンカテーテルを経皮的に、大腿動脈を介して、実験動物の左の冠動脈回旋枝へと設置する。バルーンを、3時間膨らませて、前外側心筋層への血流を阻止し、心筋梗塞を生じさせる。心エコー検査を、5MHzトランスデューサで行い、残存壁運動異常、さらに左心室の前外側壁の心筋薄化を明らかにする。バルーンをしぼませ、例えば実施例22のステップAで調製したものと同様で、ドデカフルオロペンタンガスを充填した抗心筋抗体標識ベシクル30μL/kgの用量を、静脈により注入する。心エコー検査を注入の30分後に行う。撮像により、梗塞の領域に対応して、前外側壁に高いエコー源性の領域が示されよう。梗塞の周辺(再還流領域)は最も明るく、中心で低い強度を示す(流れが持続的に存在しない領域)。これに対して、中心心室房は比較的暗く、ベシクルの大部分はこの時間までには除去されている。
【0417】
実施例25
胸痛を病んでいる患者を、病院の救急処置室に入れることにする。超音波試験を行うと、左心室の前壁に壁運動異常を示す。患者に、例えば実施例22のステップAで調製したものと同様で、ペルフルオロブタンガスを充填した抗心筋抗体標識ベシクル5μL/kgの用量を投与する。投与の10分後、超音波撮像を繰り返すと、これにより左心室前壁に高いエコー源性の領域が示される。これにより、心筋梗塞の診断が確認され、患者を組織プラスミノーゲン活性化因子で治療することになる。
【0418】
実施例26
冠状動脈疾患の有無を診断するために、患者でストレス心エコー検査法を行うことにする。ピーク運動の間、患者に、前記の実施例23に記載のジピリダモールで標識されたペルフルオロプロパン充填ベシクル5μL/Kgを投与する。ジピリダモールを、(a)二官能性架橋基;(b)小さいスパニング分子;(c)還元アミノ化を伴う、又は伴わないシッフ塩基;又は(d)マレイミジルリンカーを使用することにより、ベシクルと組み合わせる。ベシクルは、心筋の灌流領域に結合する。約5分で、バックグラウンドベシクルが消失すると、標識ベシクルが心筋に存在し続けることになろう。後発撮像により、冠状動脈疾患(CAD)を受けている虚血心筋が、明るい正常に灌流されている心筋に取り囲まれている低強度領域として示されよう。心室内での認めうるバックグラウンドベシクルの不在により、影付きの問題が消え、CADの診断が容易になる。
【0419】
実施例27
この実施例では、本発明の範囲内のベシクル組成物及び方法を使用して、タンパク質のターゲット化発現を証明する。
【0420】
ここではラット(A)、(B)及び(C)と同定するSDラット3匹を、ケタミンアセプロマジンで麻酔した。β−ガラクトシダーゼ遺伝子をSV40プロモーター及びエンハンサー遺伝子と共に含有するプラスミドであるpSVβ−galを、実施例2で調製されたカチオン脂質化合物と混合する。プラスミド及びカチオン脂質化合物混合物を室温で15分間インキュベーションした。次いで、cGMP及び生じたインキュベーションされた物質を、通常生理食塩水:グリセロール:プロピレングリコール(8:1:1)中のそれぞれモル%比82:10:8のDPPC、DPPA及びDPPE−PEG5000からなるブレンドに加えた。生じた混合物を、WIG−L−BUG(登録商標)で1分間、3200rpmで振盪することにより、ベシクルを調製した。生じたベシクル組成物を、ラット(A)、(B)及び(C)に注入した。用量は、次の通りであった。
ラット pSVβgal用量(μg) カチオン脂質用量(μg)
(A) 5 30
(B) 5 30
(C) 25 150
ベシクル組成物を注入している間に、ラット(B)及び(C)を、治療用超音波装置(1.0Mhz、Rich−Mar model25、Rich−Mar Corporation、Inola、OK)からの超音波エネルギーにさらす。注入の間及びフラッシュ後の1分間、超音波を、左後肢の内側に向けた。ラット(A)には、超音波治療を受けさせなかった。48時間後、COで窒息させることにより、ラットを安楽死させた。左右の肢の筋肉及び皮膚を各ラットから切除した。心臓、肝臓及び腎臓も切除した。切除された組織を、2%ホルマリン中で72時間固定した。固定した後に、X−gal、フェロシアン化カリウム及びフェリシアン化カリウムを含有する溶液に組織を浸すことにより、β−ガラクトシダーゼ活性の存在をアッセイした。組織を染色し、検査し、撮影した。ラット(A)の肢組織、特に、内皮細胞、筋肉及び皮膚に、発現が広く分散しているのが見られた。ラット(B)から切除された組織の検査で、同様の細胞タイプに発現が見られたが、超音波適用の部位でのみであった。ラット(C)では、ターゲット肢で点発現及びターゲットではない肢で分散発現が見られた。
【0421】
実施例28
この実施例は、様々な脂質組成物の調製を対象としている。
【0422】
DPPC、DPPA及びDPPE−PEG5000を、それぞれモル比82:10:8でブレンドした。この脂質混合物をここでは、組成物(A)と称する。組成物(A)の1部分を、蒸留脱イオン水中で、実施例2で調製されたカチオン脂質化合物と10:1(w:w)の比で混合した。この後者の混合物をここでは、組成物(B)と称する。組成物(A)及び(B)を、1ml血清バイアルに導入した。Sargent Welch真空ポンプ(Skokie、IL)を用いてバイアルを排気し、ヘッドスペースをペルフルオロプロパンガス(Flura Chemical Corp、Newport、TN)に代えた。バイアルをCrescent Dental WIG−L−BUG(登録商標)311OB(Lyons、IL)機械的振盪機を用いて攪拌した。振盪の後に、ヘパリン(Elkin Sinns Inc.、Cherry Hill、NJ)をほぼ5:1の脂質:ヘパリンのモル比でバイアルの1部分に加えた。ヘパリン及び組成物(A)の混合物をここでは、組成物(C)と称する。ヘパリン及び組成物(B)の混合物をここでは、組成物(D)と称する。
【0423】
次いで、組換えヒト塩基性線維芽細胞成長因子(BFGF)(Sigma、St.Louis、Mo)を次いで、組成物(A)、(B)、(C)及び(D)に加え、これらをそれぞれ、組成物(E)、(F)、(G)及び(H)と称する。BFGFを、ヘパリンを含有する組成物(組成物(C)及び(D))に、モル比5:1(BFGF:ヘパリン)で加えた。組成物(A)から(H)それぞれから少なくとも3つのサンプルを、Accusizer770(Particle Sizing Systems、Santa Barbara、CA)を使用してサイズ調整した。サイズ調整で、組成物(A)から(G)にベシクルサイズの違いは見られなかった。しかしながら、カチオン脂質、ヘパリン及びBFGFを含有する組成物(H)中のベシクルは、より小さい平均サイズを有した。
【0424】
次いで、組成物(E)から(H)を、天然ポリアクリルアミドゲル(タンパク質ゲルPAGEミックス、Boehringer Mannheim、Indianapolis、IN)を使用して分析し、ヘパリン及びBFGFの結合特性を識別した。ゲルを、Hoefer SE400スラブゲル装置(Hoefer Scientific、San Francisco、CA)に泳動させた。ゲルを、電気泳動電力供給(MBP300、IBI、Rochester、NY)を使用して一定の電流で泳動させた。次いで、ゲルを高速クーマシーブルー染色法を使用して染色し、視覚的に分析した。ゲル電気泳動により、組成物(H)では、カチオン脂質の存在がヘパリンさらにはBFGFの結合を強めることが確認された。アニオン性のヘパリンがカチオン脂質に結合し、カチオン性であるBFGFがヘパリンに結合すると考えられる。ヘパリン及びカチオン脂質を含有しない組成物中のBFGFは、電気泳動の間に移動する。
【0425】
実施例29
実施例16を繰り返したが、ただし、血管内皮成長因子(VEGF)を、抗CEA抗原の代わりに使用することにする。
【0426】
実施例30
DPPC、DPPA及びDPPE−PEG5000をモルパーセント比82:10:8で、塩水:プロピレングリコール:グリセロール(8:1:1、w/w/w)中で混合する。溶液中の脂質の全体濃度は、1mg/mLである。組換えヒト成長ホルモンを、脂質の全体重量に対して10重量%の濃度でこの混合物に加える。この混合物の分量(1.5mL)を3mL容量ガラスバイアルに入れ、バイアルのヘッドスペースをペルフルオロプロパンガスに代える。バイアルを密閉し、振盪すると、ヒト成長ホルモンに結合していて、内皮細胞をターゲッティングするために使用することができるガス充填ベシクルが生じる。ベシクルの平均直径は、約3μmとなろう。
【0427】
実施例31
ジステアロイルホスファチジルグリセロール(DSPG)及びDPPE−PEG5000をモル比92:8で、滅菌水中で混合する。脂質の濃度は、約1mg/mLである。キトサンのアミン基とbFGFのカルボキシル成分とを付着させるためのアミド結合を使用して、キトサンを、塩基性線維芽細胞成長因子(bFGF)10モル重量%で誘導体化する。誘導体化キトサンを、キトサン中のカチオン基とDSPG中のアニオン基を実質的に等濃度にするような量の脂質懸濁液に加える。この混合物の分量(1.5mL)を3mLバイアルに入れ、ヘッドスペースをペルフルオロブタンに代えた。バイアルを密閉し、ESPE Capmix(Seefeld、ドイツ)で振盪すると、内皮細胞をターゲッティングするために使用することができるガス充填ベシクルが得られよう。
【0428】
実施例32
ペグ化脂質を、DSPE及びα,ω−ビス(カルボキシメチル)−PEG2000(Shearwater Polymers、Huntsville、AL)から調製すると、MeOC−PEG−DSPEが得られる。この脂質をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル)により精製すると、遊離酸(HOC−PEG−DSPE)が得られ、この後、VEGFを、遊離のカルボキシル基と架橋させる。DPPC、DSPA、DSPE−PEG及びDSPE−PEG−VEGFをモル比82:10:6:2で、生理食塩水:グリセロール:プロピレングリコール(8:1:1、w/w/w)中で、全体脂質濃度1.5mg/mlで混合する。この混合物の分量(1.5mL)を滅菌3mLバイアルに入れ、バイアルのヘッドスペースを30℃でペルフルオロペンタンガスに代え、バイアルを密閉する。バイアルを30℃で、約90秒間、3200rpmでESPE Capmix(Seefeld、ドイツ)上で振盪させると、ペルフルオロペンタンガス充填ターゲット化ベシクルが生成することになろう。
【0429】
実施例33
DSPC、コレステロール及びDPPAを65:27:8のモルパーセント比で、生理食塩水:プロピレングリコール:グリセロール(8:1:1、w/w/w)の溶液中で混合する。全体脂質濃度は、5mg/mLである。この混合物の分量(1.5mL)を滅菌バイアルに入れ、ヘッドスペースをペルフルオロブタンガスに代える。バイアルを密閉し、ESPE Capmix(Seefeld、ドイツ)上で5分間振盪させると、本発明の範囲内のベシクル組成物が得られる。高コレステロール食を与えられているWatanabiウサギにi.v.で、ベシクル組成物0.10mL/Kgの用量を投与する。投与の25分後に、超音波撮像を行うと、ベシクルがアテローム斑に冒されている内皮細胞の領域に蓄積したことが示される。このことは、本発明のベシクル組成物は、内皮細胞のアテローム硬化性領域を診断する際に使用することができることを示すことになろう。
【0430】
実施例34
実施例33を繰り返すが、ただし、使用される脂質は、DPPE−PEG−カルボキシレートへのアミド結合を介して共有結合により架橋されるコレステロールアミンとする。脂質混合物は、モルパーセント比82:7:1:10で混合されているDPPC、DPPE−PEG5000、DPPE−PEG−コレステロールアミン及びDPPAを含むことになろう。
【0431】
実施例35
実施例33を繰り返すが、ただし、脂質濃度を、約5mg/mLに高め、懸濁媒体が、通常生理食塩水、トレハロース(10mg/mL)及びプルロニックF−68(10mg/mL)の溶液を含む。脂質のこの懸濁液を、Microfluidizer(Microfluidics、Newton、MA)を使用して、16000psiで、全部で10回の通過でマイクロエマルジョン化する。生じたベシクル組成物を凍結乾燥させ、凍結乾燥室のヘッドスペースを、ゆっくりとペルフルオロブタンガスを注入することにより、72時間かけて徐々に、周囲圧力に戻す。生じたガス充填凍結乾燥ベシクルを、使用するまで、無水粉末として貯蔵することとする。
【0432】
実施例36
実施例35を繰り返すが、ただし、脂質濃度を約25mg/mLに高め、懸濁媒体が、通常生理食塩水、ソルビトール(20mg/mL)及びプルロニックF−68(20mg/mL)の溶液を含有する。脂質懸濁液を4℃に冷却し、この混合物に、ペルフルオロペンタンを加えて、溶液1mL当たり8μLのペルフルオロペンタン濃度にする。この混合物を、温度を4℃に維持されているミクロ流動化装置に20回、16000psiで通過させる。これにより、ペルフルオロペンタン充填ベシクルのベシクル組成物が得られる。この組成物をi.v.で、患者に注入し、内皮細胞をターゲットとするために使用することができるガス充填ベシクルをインビボで形成することとする。i.v.注入の前に、ベシクル組成物を約30℃以上に加温し、例えば、ESPE Capmix(Seefeld、ドイツ)で、又は他の振盪機又はアマルガメータで振盪することにより、又はペルフルオロペンタン充填ベシクルの組成物を充填されているシリンジのプランジャを引いて、圧力を低下させ、ペルフルオロペンタン液体をペルフルオロペンタンガスに変えることによって、ガス充填ベシクルを得ることもできる。
【0433】
実施例37
12−ヒドロキシドデカン酸を、塩化メタクリロイルでエステル化し、エステルを、無水物に変えて、12−(メタクリロイルオキシ)ドデカン酸無水物を得る。タマゴレシチンに由来するL−アルファ−グリセロホスホコリンを、12−(メタクリロイルオキシ)ドデカン酸無水物でアシル化して、ビス[12−(メタクリロイル)オキシドデカノイル]−L−アルファ−ホスファチジルコリン(1)を得る。粗製ガラガラヘビ毒液(Crotalus adamanteus)に由来するホスホリパーゼAを用いて酵素により加水分解し、引き続き、パルミトイル無水物でアシル化すると、1−[2−(メタクリロイルオキシ)ドデカノイル]−2−パルミトイル−L−アルファ−ホスファチジルコリン(2)が得られよう。
【0434】
前記の(2)を、通常生理食塩水と、脂質濃度3mg/mLで混合する。この混合物に、DSPE−PEG−VEGFを濃度0.30mg/mLで加える。混合物の分量(1.5mL)を滅菌3mLバイアルに入れる。バイアルのヘッドスペースを排気し、ペルフルオロプロパンガスに代え、バイアルを密閉し、薄い不透過性フォイルでラッピングする。バイアルを、ESPE Capmix(Seefeld、ドイツ)で約3分間振盪すると、ガス充填ベシクルが得られる。フォイルを除去し、ベシクル組成物に光(254nm)を照射すると、内皮細胞をターゲットとするためのVEGFを支持する重合ガス充填ベシクルが得られよう。
【0435】
実施例38
実施例37を繰り返すが、ただし、脂質(2)をDSPE−PEGと混合する(実施例8参照)。VEGFをこの脂質混合物に混合し、その後、ESPE Capmix(Seefeld、ドイツ)上で振盪し、DSPE−PEGに共有結合により結合する。光重合の後に、VEGFをベシクルを被覆するポリマー脂質膜に直接包埋することとする。
【0436】
実施例39
この実施例は、内部で架橋しており、公開国際出願WO第95/00126号(この記載をここでは全て、参照して援用する)に記載されているようなポリオキシ(C〜C)アルキレン鎖の結合により変性されている表面を有するアルブミンベシクルの調製を広く対象としている。エーテル基であるWO第95/00126号でのアルキレン鎖の末端とは異なり、アルキレン鎖変性剤の末端は反応性基を含む。反応基は、内皮ターゲッティングリガンドを結合するために含まれることになろう。
【0437】
実施例39A
5%ヒトウシ血清アルブミンの水溶液(5mL)を超音波反応容器に、500mL/分の速度で導入する。Sonifier B−30(Branson、FRG)を使用して、混合物を約15分間、エネルギー束100ワット/cmで音波処理する。反応容器を冷却することにより、温度を22℃に維持する。望ましい場合には、薬剤などの生物活性剤を、この混合物に加える。アルブミン溶液に、グルタルアルデヒドで飽和しているCHCl溶液(0.2mL)を加えることにより、架橋を開始する。生じた溶液を約1時間攪拌する。メタノールで、続いてアセトン、最後にn−ヘキサンで洗浄した後に、架橋されたアルブミンベシクルが、褐色の粉末として得られ、これを、真空下に約24時間乾燥させる。生じたベシクルのサイズは、Nicompsレーザー光粒子走査システムにより、約200nmと決定されよう。
【0438】
実施例39B
強力乳化プロセスを、4ブレードインペラに代え、高濃度、例えば約10から約25%のアルブミンを使用することにより、実施例39Aで調製されたベシクルよりも大きな直径を有するアルブミンベシクルを調製される。架橋は、実施例39Aで前記したように実施することにする。
【0439】
実施例39C
この実施例は、ガス充填アルブミンベシクルの調製を対象としている。
【0440】
滅菌バイアル中に5%アルブミン5mLを入れ、バイアルのヘッドスペースにペルフルオロブタンガスを充填することにより、アルブミンベシクルを調製する。バイアルを、ESPE Capmix(Seefeld、ドイツ)で、3300rpmで約5分間振盪する。架橋は、実施例39Aで前記したように実施することにする。
【0441】
実施例39D
この実施例は、ガス充填アルブミンベシクルの調製を対象としている。
【0442】
ヒト血清アルブミンの5%溶液及びペルフルオロプロパンガスのヘッドスペースを有するバイアルを音波処理することにより、アルブミンベシクルを調製する。この音波処理は、中間出力設定で、約5分間、液体界面に音波処理装置ホーンチップを最小限浸漬することを含む(Heat Systems Probe、Farmingdale、NY)。アルブミンベシクルを、実施例39Aで前記されているように架橋させることにする。
【0443】
実施例39E
この実施例は、ヘテロ二官能性PEGと前記で調製されたアルブミンベシクルとを結合させることを対象としている。
【0444】
α−アミノ,ω−カルボキシ−PEG5000(Shearwater Polymers)のωカルボキシ基を、適切なエステル官能基、例えばベンジルエステルで保護する。例えば、アスパラギン酸又はグルタミン酸成分などのタンパク質上の適切なアミノ酸成分を1,1−カルボニルジイミダゾールで活性化させることにより、PEGのアミノ基を、アルブミンベシクルに共有結合により結合させて、10:1重量比のアルブミン:PEGを得る。アミド結合によりPEGとアルブミンとを共有結合させた後に、ベンジルエステル基を除去する。1,1−カルボニルジイミダゾールでPEGのカルボキシレート末端を活性化することにより、aFGFを、遊離のカルボキシル基に結合させることになる。これにより、PEG架橋基によりアルブミンベシクルに結合している内皮ターゲッティングリガンドが得られる。
【0445】
もしくは、カルボニルジイミダゾールでaFGFの適切なアミノ酸、例えばアスパラギン酸又はグルタミン酸を活性化し、引き続き、カルボキシル基保護α−アミノ,ω−カルボキシ−PEGを加えることにより、結合を行う。保護カルボキシル基を脱保護し、保護されていないカルボキシル基を、カルボニルジイミダゾールで活性化させる。活性化aFGF−PEGを混合し、アルブミンベシクルと反応させることにする。
【0446】
真空下にベシクルを慎重に脱水し、ペルフルオロブタンなどのガスを使用して、周囲圧力まで徐々に戻すことにより、ベシクルにガスを注入する。1種又は複数の界面活性剤、例えばプルロニックF−68を、脱水及びガス注入ステップの前に加えることもできる。
【0447】
実施例40
この実施例は、ガス充填クラスレートの調製を対象としている。
【0448】
α−ヒドロキシ,ω−カルボキシ−PEG2000中のωカルボキシ基を、適切なエステル官能基、例えばベンジルエステルで保護する。保護された化合物を、EtN及びCHCl中で、0から5℃で1当量のPOClと反応させて、ヒドロキシ基を塩化リンエステルに変える。次いで、この化合物を過剰のNaHCOと反応させて、対応するリン酸ナトリウム塩(PEG−PONa)を生じさせる。この塩を、HClでpH3.0に酸性化して、対応する酸(PEG−PO)を得る。この生成物を、分画分子量約100を有する膜を使用して、精製水に対して透析する。
【0449】
透析した後に、前記のリン酸生成物(2g)を、水(100mL)中のピロリン酸二水素二ナトリウム(Na)(8g)と混合する。この溶液を、Buchi噴霧乾燥装置に導入し、噴霧乾燥させた。生じた粒子を、真空下に約1時間、120℃で乾燥させると、中空のPEG−被覆ピロリン酸ベシクルが生じる。これらのベシクルを、水性媒体中に再懸濁させ、ベンジル保護基を除去する。PEGの脱保護されたカルボキシル基を、1,1−カルボニルジイミダゾールで活性化させ、生じた化合物を、内皮細胞をターゲットとするためにELAMのモノクローナル抗体に結合させる。ターゲットベシクルを含有する水性媒体に、DDPC及びプルロニックF−68を加えて、それぞれ、1mg/mL及び5mg/mLの濃度を生じさせる。ベシクル含有水性媒体を約45℃に加熱し、手動で穏やかに攪拌し、回転蒸発機を使用して真空下に乾燥させ、その間、この温度を維持する。生じた乾燥物質を適切な容器に導入し、凍結乾燥させる。ペルフルオロブタンガスを徐々に、容器のヘッドスペースに、周囲圧力が達成されるまで、約48時間かけて注入する。生じたガス充填ピロリン酸クラスレートを、使用するまで、凍結乾燥粉末として貯蔵することとする。
【0450】
実施例41
蒸留水(100mL)に、CaCl・HO(3.68g)を溶かすことにより、0.25MのCa+2溶液を調製する。この溶液のpHを、0.1MのNaOHを使用してpH11に調製する。蒸留水(10mL)にリン酸二水素カリウム(0.75g)を溶かすことにより、この塩(KHPO)の0.74M溶液を調製する。この溶液に、二官能性PEG,α−フェニルカルボキシエステル,ω−ホスホリルのPEG5000 1.75gを加える。0.1MのNaOHを用いて、pHをpH11に調整する。リン酸二水素カリウム/リン酸PEG溶液を、CaClの激しく攪拌されている溶液に滴加する。一粒子光学サイジング及び光学顕微鏡使用により、生じる沈殿物をサイズ調整する。粒子の直径は、約1から2μmの範囲内である。粒子を濾過し、通常生理食塩水に再懸濁させ、フェニル基を、カルボキシ基から除去する。カルボキシ基を、1,1−カルボニルジイミダゾールで活性化し、これを、ELAMに特異的なモノクローナル抗体と反応させる。Kohler−Milstein(Nature 1975,256:495、この記載をここでは全て、参照して援用する)の方法による慣用の技術により、モノクローナル抗体を調製する。粒子を、プルロニックF−68の溶液(20mg/mL)に懸濁させ、この懸濁液を適切な容器に導入し、凍結乾燥する。容器のヘッドスペースを、ペルフルオロプロパンガスを用いて、徐々に周囲圧力と平衡させると、ヒドロキシアパタイトガスクラスレートが得られよう。
【0451】
実施例42
ラットでのインビボ実験を行ったが、これにより、細胞内に遺伝子物質を輸送するための実施例3のカチオン脂質化合物の高い有効性を証明する。この実験によりさらに、遺伝子物質を含有するベシクル組成物で、インビボで特定組織をターゲッティングするために超音波エネルギーを使用することの有効性も証明する。β−ガラクトシダーゼ遺伝子を含有するプラスミドpSVβ−gal(Promega、Madison、WI)及び実施例3で調製されたカチオン脂質化合物を、混合により組み合わせた。生じた混合物を、尾静脈を介して、3匹の各SDラット(ラット(A)、(B)及び(C))に注入した。ラット(A)には、超音波を受けさせなかった。各ラット(B)及び(C)に注入している間に、超音波エネルギーを、後肢の内側に適用した。48時間後、ラットを安楽死させ、組織を切除した。組織を、ホルマリン2%中で72時間固定し、薄くスライスし、X−gal溶液に中に入れた。37℃での16時間後、組織を検査した。ラット(A)からの組織は、青色を示し、これは、通常の移入を示している。ラット(B)及び(C)からの組織は、超音波エネルギーが適用された部位でのみ、青色を示した。このことは、遺伝子発現の局在を、本発明の化合物及び方法により達成することができることを示している。
【0452】
実施例43
新鮮なヒトの血液をガーゼストリップ(Tillotson Health Care、Bedford、NH)に塗布し、血餅にした。Tygon管を、1%アガロース(Boehringer Mannheim Biochemical、Indianapolis、Indiana)スタンドオフパッド(standoff pad)に入れた。血餅を支持するストリップを、Tygon管に挿入する。インライン混合素子(Cole−Parmer、Chicago、IL)も管に挿入して、乱流を生じさせた。MasterFlex ぜん動性ポンプ(Cole−Parmer)を使用して、リン酸緩衝生理食塩水(Boehringer Mannheim Biochemical)をガーゼストリップにポンプで流した。7.5MHz末梢血管トランスデューサを備えたAcoustic Imaging 5200 超音波装置(Phoenix、AZ)を使用して、超音波撮像を実施した。トランスデューサをリングスタンドに固定し、スタンドオフパッドの下から撮像を実施した。ストリップから、未結合の血餅を洗浄した後に、GPIIbIIIaをターゲットとするターゲット化ベシクル組成物各1mL及び実施例6からのベシクル組成物(非ターゲット化)を、約2mL/分の流速で、PBS流に注入した。この速度で2分間、ベシクルを結合させ、次いで、流速を、6mL/分に変えて、未結合のベシクルを除去した。6mL/分で洗浄した後に、ターゲットベシクルはガーゼストリップに結合し、非ターゲットベシクルは洗い流された。超音波撮像により、GPIIbIIIaに対してターゲット化されたベシクルでは、血餅での高いエコー源性が明らかになった。
【0453】
Macintosh 660 AV コンピュータ(Apple Computing、Cupertino、CA)を使用して、ビデオデンシトメトリー分析(Videodensitometric Analysis)をオフラインで行った。血餅の全領域を選択し、ビデオデンシトメトリー単位を測定した。Image 1.55(National Institutes of Health、Washington,DC)を使用して、映像を捕捉し、分析した。
【0454】
Figure 2005500245
この分析は、コントラスト後映像と共に、コントラスト前ベースライン映像をコレクションし、スーパーインポーズすること、さらにコントラスト後映像からコントラスト前映像をサブトラクションすることを必要とした。このコレクション、スーパーインポーズ及びサブトラクションを、未結合のベシクルを除去するための洗浄の前後にも行った。連続的及び間欠的超音波の両方を使用して、このビデオデンシトメトリー分析を行った。この分析で得られたデータを、次の表に記載するが、数値が大きいほど、コントラストが改善されたことを示している。
【0455】
上の表の考察により、非ターゲット化ベシクルに比較して、ターゲット化ベシクルからの後方散乱が高いことは明らかである。T検定を行ったが、これにより、連続的でも間欠的撮像でもp<0.01で、非ターゲット化ベシクルに比較して、ターゲット化ベシクルでは、ビデオ密度(videodensity)信号で著しい増加が証明された。
【0456】
実施例44
この実施例は、次式を有するDPGS−NH−PEG−NH−マレイミドの調製を対象としている。
【化51】
Figure 2005500245
【0457】
A.ジパルミトイルグリセロールスクシネート−ポリエチレングリコール−アミン(DPGS−NH−PEG−NH)の調製
【化52】
Figure 2005500245
丸底フラスコ(100mL)中に、DPGS(98mg、0.147mmol、1当量)のCHCl溶液を加えた。別の丸底フラスコ(100mL)中に、HH−PEG−NH(PEG−ジアミン)(50mg、0.147mmol、1当量)のCHCl溶液を加えた。PEG−ジアミン溶液に直ちに、DCC(31mg、0.15mmol、1.02当量)のCHCl(5mL)溶液を加えた。DCC及びPEG−ジアミンからなる生じた混合物を、約0から約5℃で、DPGSに滴加した。生じた反応混合物を、攪拌しながら室温と平衡させた。24時間の攪拌の後に、蒸留脱イオン水(50mL)を、反応混合物に加え、生じた白色の沈殿物(ジシクロヘキシル尿素)を、濾過により除去した。底部の有機層を、250mL分液漏斗を使用して単離し、乾燥させた(NaSO)。乾燥させた有機溶液を濾過し、CHCN(80mL)を濾液に加えた。生じた白色沈殿物を濾過により除去し、濾液を、真空濃縮すると、DPGS−NH−PEG−NH0.44gが固体生成物として得られた。
IR:1700cm−1
TLC:R0.65。
【0458】
B.DPGS−PEG−NH−PEG−NH−マレイミドの調製
丸底フラスコ(100mL)中に、ステップAからのDPGS−NH−PEG−NH(0.44g、0.13mmol、1当量)のCHCl(10mL)溶液を加えた。この溶液に、トリエチルアミン(13mg、0.13mmol、1当量)のCHCl溶液を加えた。この混合物に、N−マレオイル−β−アラニンN−ヒドロキシスクシンイミドエステル34.6mgのCHCl(10mL)溶液を滴加した。室温で一晩攪拌した後に、脱イオン蒸留水(30mL)を、反応混合物に加え、攪拌を、さらに3時間継続した。底部の有機層を、分液漏斗を使用して単離し、乾燥させた(NaSO)。有機層を濾過し、濾液を真空濃縮すると、表題化合物360mgがロウ状の白色の固体として得られた。
IR:1740cm−1、1670cm−1、1100cm−1
TLC:R0.75。
【0459】
実施例45
この実施例は、次式を有する1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロール−3−ホスホエタノールアミン−N−カルボニルエチレンカルボニル−イミノ−ポリエチレン−グリコールエチルアミノカルボニルエチレンマレイミド(DPPE−NH−PEG−NH−マレイミド)の調製を対象としている。
【化53】
Figure 2005500245
【0460】
A.1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロール−3−ホスホエタノールアミン−N−カルボニルエチレンカルボニルイミノポリエチレングリコールエチルアミン(DPPE−NH−PEG−NH)の調製
【化54】
Figure 2005500245
DPPEコハク酸塩(79mg)及びω,ω’−ジアミノポリエチレングリコール(340mg)からなる冷CHCl(20mL)溶液(0から5℃)に、DCC(22mg)のCHCl(10mL)溶液を加える。反応混合物を、0から5℃で4時間攪拌し、次いで、室温で一晩攪拌した。水(10mL)を加え、反応混合物をさらに1時間攪拌した。底部有機層を単離し、真空蒸発器を使用して真空濃縮した。残留物をCHCNに溶かし、沈殿物を濾過により除去した。有機溶液を真空濃縮すると、DPPE−NH−PEG−NH−マレイミド390mgが白色の固体として得られた。
【0461】
B.DPPE−NH−PEG−NH−マレイミドの調製
ステップAからのDPPE−NH−PEG−NH(210mg)及びトリエチルアミン(20mg)からなる冷CHCl(20mL)溶液(0から5℃)に、マレイミドプロピオン酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(26mg)のCHCl(10mL)溶液を加えた。生じた混合物を0から5℃で1時間攪拌し、次いで、室温で一晩攪拌した。水(10mL)を加え、生じた混合物を、攪拌しながら希HClでpH3まで酸性化した。有機層を単離し、水(10mL)で洗浄し、乾燥させた(NaSO)。真空蒸発器を使用して、乾燥するまで真空濃縮すると、表題化合物(DPPE−NH−PEG−NH−マレイミド)210mgが白色の固体として得られた。
【0462】
実施例46
Fab’又はF(ab’)断片を、脂質−PEG−マレイミド脂質を介して、ガス充填ベシクルに結合した。Pierce(Rockford、IL)からのFab’及び/又はF(ab’)キットを使用して、抗骨ミオシン(Sigma Chemical、St.Louis、MO)から、Fab’又はF(ab’)断片を調製した。
【0463】
パパインで抗体を消化することにより、Fab’断片を調製した。これにより、抗体のFc領域からFab’断片の両方が分裂する。Fc断片を次いで、プロテインAカラムに結合させ、Fab’断片を集めた。次いで、Fab’断片を凍結乾燥させ(Labconco Lyph−Lock 12、Kansas City、MO)、脂質−PEG−マレイミド脂質に結合するために調製した。
【0464】
F(ab’)断片を、Fab’断片と同様に調製した。しかしながら、パパインの代わりに、酵素のペプシンを使用した。ペプシンにより、Fc領域は分裂し、2つのFab’断片が接続したままである。F(ab’)断片を次いで、凍結乾燥させた。
【0465】
様々な断片を、1mg/mLの濃度で、カップリング緩衝液(NaCl150mM、MOPS10mM、EDTA0.1mM、DTPA50μm、pH6.5、物質は全て、Sigma Chemical、St.Louis、MOから得た)中に再懸濁させることにする。次いで、脂質−PEG−マレイミド脂質(0.2から10mM)を加え、生じた混合物を16時間4℃でインキュベーションした。生じた生成物を、ポリアクリルアミド電気泳動ゲルで分析して、Fab’及び/又はF(ab’)断片が脂質に結合したかどうかを決定する。このことは、分子量の変化を観察することにより決定することができる。次いで、Fab’又はF(ab’)結合脂質1重量%を使用して、ターゲット化ベシクルを調製することとする。
【0466】
実施例47
この実施例は、次式を有するDPGS−NH−PEG−NH−PDPの調製を対象としている。
【化55】
Figure 2005500245
【0467】
ジパルミトイルグリセロールスクシネート−ポリエチレングリコール−アミン(DPGS−NH−PEG−NH)を、実施例44、ステップAでの手順を使用して調製した。DPGS−NH−PEG−NH(440mg、0.13mmol)及びトリエチルアミン(13mg、0.13mmol)を、CHCl(10mL)に溶かした。この溶液に、3−(2−ピリジルジチオ)プロピロン酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(PDP)(31mg)のCHCl(10mL)溶液を加えた。室温で一晩攪拌した後に、脱イオン水(30mL)を、反応混合物に加え、攪拌をさらに3時間継続した。底部有機層を、分液漏斗を使用して単離し、乾燥させた(NaSO)。有機層を濾過し、濾液を真空濃縮すると、表題化合物(DPGS−NH−PEG−NH−PDP)360mgがロウ状の白色の固体として得られた。
【0468】
実施例48
この実施例は、次式を有するDPPE−NH−PEG−NH−PDPの合成を対象としている。
【化56】
Figure 2005500245
【0469】
1,2ジパルミトイル−sn−グリセロール−3−ホスホエタノールアミン−N−カルボニルエチレン−カルボニルイミノポリエチレングリコールエチルアミン(DPPE−NH−PEG−NH)を、実施例45、ステップAに記載されている手順を使用して調製した。この物質(210mg)及びトリエチルアミン(20mg)を、CHCl(20mL)中で混合した。この溶液を、3−(2−ピリジルジチオ)プロピオン酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(PDP)(31mg)のCHCl(10mL)溶液に加えた。生じた混合物を、0から5℃で1時間攪拌し、次いで、室温で一晩攪拌した。蒸留水(10mL)を加え、生じた混合物を、攪拌しながら希HClで、pH3まで酸性化した。有機層を単離し、水(10mL)で洗浄し、乾燥させた(NaSO)。有機層を濾過し、回転蒸発器を使用して、乾燥するまで真空濃縮させると、表題の化合物(DPPE−NH−PEG−NH−PDP)210mgが白色の固体として得られた。
【0470】
実施例49
この実施例は、次式を有する、本発明の範囲内の脂質−親水性ポリマー−タンパク質複合体の調製を対象としている。
【化57】
Figure 2005500245
【0471】
DPPE−NH−PEG−NH−PDP中の−S−S−ジスルフィド結合のイオウ原子とタンパク質のスルフヒドリル基とを反応させることにより、実施例48からの化合物をプロテインAと架橋させる。生じた化合物は、タンパク質支持リポソームなどのタンパク質支持ベシクルを生じさせる際に利用することができる。
【0472】
実施例50
この実施例は、次式を有する、本発明の範囲内の脂質−親水性ポリマー−タンパク質複合体の調製を対象としている。
【化58】
Figure 2005500245
【0473】
実施例47からの化合物(DPGS−NH−PEG−NH−PDP)を、マレイミド標識されたプロテインAとカップリングさせると、上式の化合物が得られよう。
【0474】
実施例51
この実施例は、次式を有するDPGS−NH−PEG−グルコースの調製を対象としている。
【化59】
Figure 2005500245
【0475】
A.NH−PEG−グルコースの調製
臭化2,3,4,6−テトラ−O−ベンジル−α−D−グルコピラノシル(0.6g)を、C.A.A.van Broeckel and J.H.van Boom,Tetrahedron,41,4545(1985)の手順に従い調製した。ω−トリフルオロアセチルアミノポリエチレングリコール(3.5g)と混合されているDMF中で活性化された分子ふるいを使用することにより、混合物の乾燥を開始するが、前者は、ω−アミノポリエチレングリコール及びトリ酢酸無水物及びジイソプロピルエチルアミン(DIEA)(1.2mL)から調製した。生じた溶液を4日間窒素下に攪拌した。溶液をCHCl(150mL)で希釈し、10%NaHCO(50mL)及び水で洗浄した。有機層を真空濃縮し、生じた残留物を炭酸ナトリウムメタノール−HO溶液で、室温で2日間処理した。溶剤を真空除去し、残留物を、CHClで2回抽出した。合わせたクロロホルム抽出物を、真空濃縮し、生じた残留物をメタノール中に溶かし、炭素上の10%パラジウム(0.45g)上で、4気圧及び室温で水素化した。触媒を濾別し、濾液を真空濃縮すると、NH−PEG−グルコース(3g)が白色の固体として得られた。生成物をシリカゲルカラムで精製し、クロロホルム−メタノール−水の定組成溶離剤を用いて溶離した。
【0476】
B.DPGS−NH−PEG−グルコースの調製
ステップAからのNH−PEG−グルコース(1g)、トリエチルアミン(0.5g)並びにアセトニトリル及び水からなる溶液(50:50)を混合し、実施例13AからのDPGS−スクシンイミド(0.15g)のアセトニトリル(10mL)冷溶液(0〜5℃)に加えた。生じた混合物を室温で2日間攪拌し、アセトニトリルを蒸発させた。生じた残留物を水で、50mLまで希釈し、500MWCO膜で透析し、凍結乾燥させると、表題化合物(DPGS−NH−PEG−グルコース)が白色の固体として得られた。
【0477】
実施例52
この実施例は、次式を有するDPGS−NH−PEG−NH−マンノースの調製を対象としている。
【化60】
Figure 2005500245
【0478】
A.α−ブロモ−アセチルアミノ−D−マンノースの調製
【化61】
Figure 2005500245
塩酸D−マンノサミン(2.1g)、トリエチルアミン(3g)及びDMF(50mL)を混合し、攪拌しながら、臭化α−ブロモアセチル(2g)のCHCl冷溶液(0〜5℃)に加えた。生じた混合物を室温で8時間攪拌し、次いで、氷水(50mL)中に注いだ。この水性混合物を1時間攪拌し、次いで、乾燥するまで真空濃縮した。生じた残留物を、水及びエタノールの混合物から再結晶させると、α−ブロモ−アセチルアミノ−D−マンノースが白色の固体(2.1g)として得られた。
【0479】
B.DPGS−NH−PEG−NH−マンノースの調製
【化62】
Figure 2005500245
ステップAからのα−ブロモアセチルアミノ−D−マンノース(0.3g)、実施例44AからのDPGS−NH−PEG−NH(4g)、炭酸ナトリウム(0.2g)及びKI(20mg)を、水及びエタノールからなる混合物(1:1)中で混合した。生じた混合物を40℃に8時間加熱した。エタノールを回転蒸発器上で蒸発させ、水性残留物を、500MWCO膜で透析し、凍結乾燥させると、表題化合物(DPGS−NH−PEG−NH−マンノース)4gを白色の固体として得た。
【0480】
次の実施例は、ターゲット化ベシクルの調製を対象としている。
【0481】
実施例53
アルブミンベシクル(又はアルブミンコートされたガスバブル)を、8を上回るpHを有する緩衝液に懸濁させた。この懸濁液に、CHCN中の3−(2−ピリジル)ジチオプロピオン酸N−ヒドロキシ−スクシンイミドエステル(SPDP)を、0から5℃で加えた。生じた混合物を室温で2日間インキュベーションし、500MWCOの膜で透析すると、ピリジルジチオプロピオノイルを支持するアルブミンベシクルが得られた。次いで、マレイミドフェニルブチレート複合抗体(MPB−AB)を、表面変性アルブミンベシクルと共にインキュベーションすると、アルブミンベシクルに架橋した抗体が得られた。
【0482】
実施例54
ポリグルタミン酸ベシクル(又はポリグルタミン酸コートされたガスバブル)を、水に懸濁させた。この懸濁液に、水中のN,N−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド塩酸エチル(EDC)を0から5℃で加える。生じた混合物を穏やかに4時間攪拌し、次いで、ペプチド溶液(pH8から9.5の緩衝液)を加えた。この混合物を室温で2日間インキュベーションし、500MWCOの膜で透析すると、ペプチド複合ポリグルタミン酸ベシクルが得られた。
【0483】
実施例55
実施例53を繰り返したが、ただし、アルブミンベシクルの代わりに、シアノメタクリル酸メチル(2−シアノ−2−プロペン酸、メチルエステル)及びメタクリル酸ω−アミノ−テトラエチレングリコリルからなるコポリマーから処方されたベシクルを使用した。
【0484】
実施例56
この実施例は、脂質−ポリマー−ペプチド複合体及びそのターゲット化ベシクルの調製を対象としている。
【0485】
丸底フラスコに、t−ブチルオキシカルボニル(t−Boc)保護基を有するα−アミノ,ω−カルボキシPEG−4000を1当量導入した。これを、N−メチルピロリドン中のカルボニルジイミダゾール(CDI)(1当量)及びヒドロキシベンゾトリアゾール(1当量)を加えることにより活性化した。この溶液に、アミノ末端上で脱保護されているペプチドLys−Gln−Ala−Gly−Asp−Valを加えた。生じた溶液を攪拌し、定期的に、メチレンブルー又はニンヒドリンを用いる分析により、遊離アミノ基に関してチェックした。遊離アミノ末端の証拠がもはや無くなったら、塩化メチレン中のトリフルオロ酢酸を加えることにより、混合物全体の脱保護を実施する。PEGからの遊離アミンを次いで、標準的な方法により単離した。別のフラスコに、DPPE(1当量)のDMF溶液及びカルボニルジイミダゾール(1当量)を導入した。攪拌を、分子ふるい(4オングストローム)上で1時間継続した。次いで、この混合物に、PEGペプチドリガンド混合物を加え、引き続き、攪拌を続けた。次いで、混合物を真空乾燥させ、DEAEセファロースゲル濾過カラムに加えて、DPPE−PEG−ペプチド複合体を単離した。次いで、ガス充填ベシクルを、通常の方法論を使用して、DPPE−PEG−ペプチドから調製した。
【0486】
実施例57
この実施例は、次式を有するDPGS−PEG−環式ペプチドの調製を対象としている。
【化63】
Figure 2005500245
【0487】
環式[D−2−アミノブチリル−N−2−メチル−L−アルギニル−グリシル−L−アスパルチル−3−(アミノメチル安息香酸)]を、通常のペプチド合成方法論を使用して調製した。この環式ペプチド66mgの水(20mL)溶液に、水(10mL)中のN,N−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド塩酸エチル(EDC)を0から5℃に加えた。生じた混合物を0から5℃で4時間、続いて室温で8時間攪拌した。この溶液に、CHCN(10mL)中の実施例44AからのDPGS−NH−PEG−NH(400mg)を0から5℃で加えた。室温で一晩攪拌した後に、反応混合物を真空濃縮し、水性残留物を1000MWCO膜を介して透析した。凍結乾燥すると、前記の化合物(410mg)が白色の固体として得られた。
【0488】
実施例58
この実施例は、環式ペプチドでターゲット化されたベシクルの調製を対象としている。
【0489】
環式[D−2−アミノブチリル−N−2−メチル−L−アルギニル−グリシル−L−アスパルチル−3−(アミノメチル安息香酸)](66mg)の水(20mL)溶液に、水(10mL)中のN,N−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド塩酸エチル(EDC)を0から5℃で加えた。生じた混合物を0から5℃で4時間、続いて室温で8時間攪拌した。次いで、反応混合物を、アルブミンベシクルの懸濁液に0から5℃に加えた。生じた混合物を室温で2日間インキュベーションし、濾過し、1000のMWCOを有する膜を使用して透析すると、ポルフィリンターゲッティングリガンドでターゲット化されたアルブミンベシクルが得られた。
【0490】
実施例59
実施例58を繰り返すが、ただし、アルブミンベシクルの代わりに、シアノメタクリル酸メチル(2−シアノ−2−プロペン酸、メチルエステル)及びω−アミノ−テトラエチレングリコリルメタクリレートからなるコポリマーから処方されたベシクルを使用した。
【0491】
実施例60
前記の合成方法論を使用して、次の各化合物を調製した。
【0492】
A.次式を有するDPPA−PEG−KQAGDV
【化64】
Figure 2005500245
【0493】
B.次式を有するDPPE−スクシニル−KQAGDV
【化65】
Figure 2005500245
【0494】
C.次式を有するDPPE−ドデカニル−PEG−KQAGDV
【化66】
Figure 2005500245
【0495】
D.次式を有するDPPE−スクシニル−PEG−KQAGDV
【化67】
Figure 2005500245
[上式中、KQAGDは、
【化68】
Figure 2005500245
である]。
【0496】
E.次式を有するコレステリル−PEG−KQAGDV
【化69】
Figure 2005500245
【0497】
F.次式を有するステアロイル−PEG−KQAGDV
【化70】
Figure 2005500245
【0498】
実施例61
この実施例は、本発明の範囲内のターゲット化ベシクルの調製を対象としている。
【0499】
ターゲット化脂質DPGS−PEG−KQAGDV(1.25重量%)及び脂質DPPA(6重量%マイナスDPGS−PEG−KQAGDVの重量)、DPPE−PEG5000(40重量%マイナスDPGS−PEG−KQAGDVの重量)及びDPPC(54重量%マイナスDPGS−PEG−KQAGDVの重量)を、蒸発フラスコに導入した。トルエン及びメタノールからなる混合物(60:40v/v)の分量を加えて、脂質を溶かし、フラスコ中の脂質をすすぐ。フラスコを回転蒸発器に置き、フラスコ中の溶液が澄明になるまで、55℃±5℃に加温した。回転蒸発器に真空を適用して、溶液を濃縮すると、粘性なゲルが得られた。次いで、フラスコを磁気攪拌プレートに置き、攪拌棒をフラスコ中に入れた。メチルt−ブチルエーテル(MTBE)をフラスコに加えて、固体物質を沈殿させ、固体混合物を25℃±5℃に冷却した。生じた白色の固体を、真空濾過により集め、MTBEで洗浄し、真空炉に入れ、一定の重量になるまで45℃±5℃で少なくとも4時間乾燥させた。ここで検討した手順を使用して、脂質混合物からベシクルを調製した。使用しない場合には、脂質混合物を気密容器中、−15℃±5℃で貯蔵した。
【0500】
実施例62
この実施例には、先行技術の造影剤に対する本発明のターゲット化造影剤の比較試験の記載が含まれている。
【0501】
試験システム
図1に記載のタイプの試験系を、この実施例では使用した。ポリエチレン管(Pharmed、Cole−Parmer)を、2%寒天oscからなるブロックに通した。寒天は、寒天を水中で加熱し、プラスチック製鋳型(寸法=8cm×10cm)に注ぐことにより調製されたブロックであった。寒天oscは、Boehringer Mannheim(Indianapolis、Indiana)から購入した。Master−Flex、Cole−Parmerポンプにより、ぜん動流を生じさせた。正常な男性ボランティアからヒトの血液を採取し、この血液を、綿パイピング物質上で血餅にし、ナイロンフィラメントが備え付けられている#6ゲージ釣り針に固定した。ナイロンフィラメントを、ポリエチレン管血餅に通して、血餅が、寒天ブロック内の管の中央に位置するようにした。造影剤を、血餅の上流から注入し、ポンプを使用して、生理食塩水を、血餅を越して1ml当たり50ccの速度で30秒間循環させ、その後、速度を、1分当たり150ccの速度まで高めた。直線アレー第2調波トランスデューサ(2から4MHz)を使用し、基本モードで運転して、Sonos model No.5500 Hewlett Packard臨床超音波装置を用いて、超音波撮像を行った。超音波を、血餅に向けられているトランスデューサの焦点帯域で、0.2の機械指数で連続的に行った。該当領域を、血餅上に当て、シグナル強度を、造影剤の注入前、造影剤の注入後2分後から5分後まで測定した。
【0502】
比較試験で使用された造影剤
ストック用脂質混合物を、ジパルミトイルホスファチジルコリン82重量%、ジパルミトイルホスファチジン酸8重量%及びジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン−PEG5000 10重量%から調製した。このストック用脂質混合物の分量に、ストック用脂質混合物中で使用された無水脂質の重量に対して0.05重量%から5重量%の範囲で変動する様々な重量%のターゲット化脂質DPPE−PEG−KQAGDV、コレステロール−PEG−KQAGDV、ステアリル−PEG−KQAGDV、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール−PEG−KQAGDV及び非結合又は遊離ペプチドKQAGDVを加えた。ターゲット化脂質DPPE−PEG−KQAGDV、コレステロール−PEG−KQAGDV、ステアリル−PEG−KQAGDV及びジパルミトイルホスファチジルグリセロール−PEG−KQAGDV中のPEGの分子量は、MW3400であった。脂質混合物をターゲット化脂質又は遊離のペプチドと共に、8:1:1(v:v:v)の通常生理食塩水、プロピレングリコール及びグリセロールからなる溶液に、最終脂質濃度1mg/mLで懸濁させ、次いで、各サンプル1.5mLを、2mL透明ガラスバイアルに加えた。バイアルにキャップをし、バイアルのヘッドスペースを排気し、ペルフルオロブタンガスに代えた。次いで、バイアルを、変更された歯科用アマルガム機上で、4200rpmで60秒間(ESPE、Secfeld、ドイツ)振盪すると、リン脂質コートされたミクロバブルが生じた。
【0503】
ミクロバブルのサイズ及び濃度を、Accusizer Model No.770粒子サイザ(Particle Sizing Systems、Goleta、California)で求めた。ガス充填ベシクルの異なる調製全てが、約2ミクロンの平均直径の同様のサイズ及び1mL当たりバブル約15億個の粒子濃度を有した。
【0504】
様々なターゲット化ベシクル組成物のサンプル(1mL容量)を、注入ポートを介して、血餅の上流に注入し、ポンプを低速及び高速で循環させた。血餅の超音波密度を、様々な組成物で測定した。ストック溶液から調製された非ターゲット化ベシクルを含有する組成物は血餅のシグナル強度に、感知できるほどの増加をもたらさなかった。この組成物から得られた超音波シグナル強度を、図2にグラフで示す。これに対して、様々なターゲット化脂質を含有するベシクルは全て、血餅のシグナル強度を高めた。図3は、ストック脂質溶液及び脂質複合体DPPE−PEG−KQAGDV0.3重量%から調製されたベシクルにさらす前後での血餅のシグナル強度のグラフ表示を含む。ストックベシクル溶液及び未結合又は遊離のKQAGDV0.3重量%から調製されたベシクル組成物から意外にも、高いシグナル強度が得られた。超音波強度のこの増加を、図4にグラフで示した。この研究は、遊離ペプチドを含有する組成物は、脂質複合体DPPE−PEG−KQAGDVを含有する組成物と少なくとも同様に有効であることを証明している。
【0505】
実施例63
この実施例は、次式を有する本発明の生体複合体であるN,N’−ジステアロイル−ジアミノブチル(diaminobutyrl)−PEG3400−GGGRGDSの合成を記載している。
【化71】
Figure 2005500245
[上式中、nは、約60から約80の整数である。]
【0506】
試薬
次の試薬を、この実施例では使用した。
Fmoc保護基を除去するために、1−メチル−2−ピロリドン(NMP)中の20%ピペリジン(v/v)。
カップリング剤:NMP中、1Mの1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HBOT);NMP中、1MのN,N’ジイソプロピルコルボ(corbo)ジイミド(DIC)。
洗浄溶剤:ジクロロメタン;メタノール。
樹脂:N−(9−フルオレニルメトキシカルボニル)−保護(Fmoc)アミノ酸Wang樹脂。
Kaiser試薬:1mMの水性KCN2mlをピリジンで100mlまで希釈;無水エタノール10ml中のニンヒドリン500mg;無水エタノール20ml中のフェノール80g。
【0507】
1級アミンを試験するために、少量のペプチド樹脂を、小さい試験管に入れる。それぞれKaiser試薬2滴を加え、試験管を、油浴中に2分間置く。澄明な黄色の溶液は、1級アミンに対する強い陰性反応を示しているが、暗青色溶液(ニンヒドリン陽性)は、1級アミンに対する強い陽性反応を示している。
【0508】
手順
Fmoc−L−Serine Wang樹脂から開始し、20%ピペリジン/NMP溶液を使用して、Fmoc保護基を、アミノ酸−樹脂から脱離させた。20分後、Kaiser(ニンヒドリン)試薬を使用して、樹脂を遊離アミン基に関して試験した。暗青色結果が観察された。ジクロロメタン及びメタノールでの交互洗浄を使用して、樹脂を洗浄した。次いで、配列(Asp)中の次のアミノ酸の3当量を固体として加え、続いて、それぞれ3当量の1MのHOBT/NMP及び1MのDIC/NMP溶液を加えた。樹脂を被覆するために十分なNMPを加えた。攪拌のために、Nガスを反応容器の底部から約1時間バブル導入した。次いで、前記のようなジクロロメタン及びメタノールでの交互洗浄を使用して、樹脂を洗浄した。別のKaiser試験を行ったが、これは、予測されたように、陰性(黄色)であった。
【0509】
次いで、前記のステップを、GGGRGDSペプチド配列が完了するまで、次のアミノ酸基それぞれで繰り返した。
【0510】
次いで、末端Fmoc基を、ピペリジン溶液を用いて最後のアミノ酸から除去した。被覆するために十分なNMPと共に、さらにそれぞれ3当量の1MのHOBT/NMP及び1MのDIC/NMP溶液と共に、1当量のFmoc−α−アミノ,ω−カルボキシ−PEG3400を加えた。反応を24時間から72時間進行させた。さらなるHOBT(固体)及びDIC(未希釈)をほぼ24時間目に加えた。PEG溶液を排出させ、貯蔵し、樹脂を洗浄し、次いで、N上で乾燥させた。増量を使用して、カップリングが進行したと判定した。次いで、処理前に樹脂を無水酢酸及びトリエチルアミンでキャップした。
【0511】
3当量のN−ビス−Fmoc−L−2,4−ジアミノブチル酸(Fmoc−DAB(Fmoc)−OH)及びそれぞれ3当量の1MのHOBT/NMP及び1MのDIC/NMP溶液を加え、2から4時間反応させた。ニンヒドリン陰性を確認するために、Kaiser試薬でさらにチェックした後、反応溶液を濾別し、樹脂を洗浄した。
【0512】
次いで、Fmoc基をピペリジン溶液で除去した。Kaiser試薬でのチェックにより再び、ニンヒドリン陽性が示された。次いで、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解された6当量のステアリン酸を加えた。さらに、6当量の1MのHOBT/NMP及び1MのDIC/NMP溶液を加えた。数時間後、過剰のステアリン酸を洗浄した。最終洗浄及びKaiser試薬での試験の後に、生成物は再び、予測されたようにニンヒドリン陰性であった。
【0513】
樹脂からの分離及び精製
攪拌しながら、樹脂をトリフルオロ酢酸及び水の溶液(90:10、v:v)に加えた。樹脂を15〜20分間攪拌し、樹脂を目の粗いガラス漏斗で濾過した。次いで、濾液を水で希釈し、水性NaOH(約1から5N)で約pH7に中和した。これを、1000分画分子量(MWCO)透析バッグで透析して、低分子量副生成物を除去した。濾液を、乾燥するまで真空濃縮した。次いで、生成物を、適切な溶剤に溶かし、HO:メタノール勾配を使用するVydac、TP−1010C−18逆相カラムで精製した。精製された生体複合体を、MALDI質量分析法、NMR及びアミノ酸分析により同定した。
【0514】
実施例64
この実施例は、次式を有する本発明の生体複合体であるN,N’−ジステアロイル−ジアミノブチル−PEG3400−CRGDCの合成を記載している。
【化72】
Figure 2005500245
【0515】
この合成は、実施例63に記載の手順と同様の手順に従うが、ただし、トリフルオロ酢酸を用いる分離は、捕捉剤(即ち、フェノール、エタンジチオール及びチオアニソール)を伴うか、これを使用する。さらに、濾過し、真空濃縮した後に、生成物をpH8に調整し、この混濁した溶液に、0.01Nのフェリシアン化カリウムKFe(CN))(Aldrich、Milwaukee、Wis.)を滴加した。次いで、樹脂を目の粗いガラス漏斗で濾過し、濾液を1000MWCOスペクトル/Por(登録商標)透析膜(Spectrum Laboratories,Inc.、Rancho Dominguez、Calif.90220−6435)で透析した。次いで、生成物を適切な溶剤に溶かし、HO:メタノール勾配を使用するVydac、TP−1010C−18逆相カラムで精製した。精製された生体複合体を再び、MALDI質量分析法、NMR及びアミノ酸分析により同定した。
【0516】
実施例65
この実験は、実施例63に記載の生体複合体を利用するターゲット化ベシクル組成物のインビトロ試験を記載している。
【0517】
実施例63の生体複合体を含むターゲット化脂質ベシクルを、DPPC(82モル%)、DPPE−PEG5000(8モル%)及びDPPA(8モル%)からなる乾燥脂質混合物及び実施例63からの化合物を使用して処方した。物質を95:5重量%比(脂質ブレンド:生体複合体)で混合し、凍結乾燥させた。次いで、物質を5mg/mlで、8:1:1の通常生理食塩水:プロピレングリコール:グリセロールに再懸濁させ、バイアル1個当たり1.5mlで2ml血清バイアルに入れた。ヘッドスペースを、ペルフルオロプロパンに代えた。次いで、変更された歯科用アマルガム機上で、4200rpmで60秒間(ESPE、Secfeld、ドイツ)、バイアルを振盪すると、実施例63の生体複合体を含有するペルフルオロプロパンガス充填ターゲット化ベシクルを含有する組成物が生じた。
【0518】
ミクロバブルのサイズ及び濃度を、Accusizer Model No.770粒子寸法測定器(Particle Sizing Systems、Goleta、California)で求めた。ガス充填ベシクルは、実施例62で製造されたものと同様のサイズを有し、平均直径は約2ミクロンであり、粒子濃度は1mL当たりバブル約15億個であった。
【0519】
実施例62に記載されている試験システムを使用した。得られた画像を、図5に示す。ベースライン映像を最初に得た(図5C)。次いで、実施例63からのターゲット化ベシクル処方物(0.5mL)を、1分あたり6mlの流速設定で注入した。流速を、この速度で、30秒間維持した。次いで、流速を、1分当たり30mlまで2分間高め、次いで、1分当たり6mlに戻して、図5Dに示されている映像を得た。投与前及び非ターゲット化ベシクル処方物で行われた対照の両方に比較して、血餅吸収ファントムの優れた可視化が得られた(図5B)。この実験により、本発明の生体複合化合物及びターゲット化ベシクル組成物を使用すると、血栓の優れた可視化が得られることが証明されている。
【0520】
本明細書で引用又は記載されている各特許、特許出願及び刊行物の記載をここでは全て、参照して援用する。
【0521】
ここに記載されている変更に加えて、本発明の様々な変更が、前記の記載から、当技術分野の専門家には明らかであろう。このような変更も、添付の請求項の範囲内に該当するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明の実施形態による造影剤をインビトロで評価するためのシステムの略図を示す図である。
【図2】
先行技術の造影剤に暴露する前及びその後の、インビトロでの血餅の超音波シグナル強度の痕跡を示すグラフである。
【図3】
本発明の実施形態による造影剤に暴露する前及びその後の、インビトロでの血餅の超音波シグナル強度の痕跡を示すグラフである。
【図4】
本発明の別の実施形態による造影剤に暴露する前及びその後の、インビトロでの血餅の超音波シグナル強度の痕跡を示すグラフである。
【図5】
本発明によるベシクル組成物及び先行技術による造影剤を投与する前及びその後の、血餅吸収ファントムの超音波映像を示す写真である。本発明の方法及び組成物を使用すると、血餅の位置及び範囲の可視化に著しい改善が観察された。
【図5A】
造影剤を投与する前の血餅吸収ファントムのベースライン超音波映像の写真である。
【図5B】
先行技術の非ターゲット化ベシクル造影剤を投与した後の図5Aでのファントムの超音波映像の写真である。
【図5C】
造影剤を投与する前の、血餅吸収ファントムの繰り返しベースライン超音波映像の写真である。
【図5D】
本発明によるターゲット化ベシクル組成物を投与した後の、図5Cでのファントムの超音波映像の写真である。

Claims (53)

  1. 次式を有する化合物
    Figure 2005500245
    [上式中、
    及びXは独立に、直接結合あるいは−O−、−S−、−N(R)−、−C(=X)−、−C(=X)−N(R)−、−N(R)−C(=X)−及び−C(=X)−N(R)−C(=X)−からなる群から選択される架橋原子又は基であり;
    は、−O−又は−S−であり;
    は、約7個から約23個の炭素からなるアシルであり;
    は、水素又は低級アルキルであり;
    は、直接結合又は1から約10個の炭素からなるアルキレンであり;
    は、約7個から約23個の炭素からなるアシルであり;
    は、水素又は低級アルキルであり;
    及びRは独立に、直接結合又は1から約10個の炭素からなるアルキレンであり;
    は、水素又は低級アルキルであり;
    Pは、親水性ポリマーであり;かつ
    Tは、心筋細胞、内皮細胞、上皮細胞、腫瘍細胞及び糖タンパク質GPIIbIIIa受容体からなる群から選択される細胞又は受容体をターゲットとするターゲッティングリガンドである]。
  2. 式中、
    及びXは独立に、−C(=X)、−C(=X)−N(R)−、−N(R)−C(=X)−及び−C(=X)−N(R)−C(=X)−からなる群から選択される架橋基であり;
    は、約10個から約22個の炭素からなるアシルであり;
    は、水素であり;
    は、1から約10個の炭素からなるアルキレンであり;
    は、約10個から約22個の炭素からなるアシルであり;
    は、水素であり;
    及びRは独立に、直接結合又は低級アルキレンであり;かつ
    は、水素である、請求項1に記載の化合物。
  3. 式中、
    は、−C(=O)−NH−C(=O)−であり;
    は、−C(=O)−であり;
    は、約15個から約20個の炭素からなるアシルであり;
    は、1から約3個の炭素からなるアルキレンであり;
    は、約15個から約20個の炭素からなるアシルであり;かつ
    は、直接結合であり;
    は、低級アルキレンである、請求項2に記載の化合物。
  4. 式中、
    は、約17個から約19個の炭素からなるアシルであり;
    は、メチレンであり;
    は、約17個から約19個の炭素からなるアシルであり;かつ
    は、エチレンである、請求項3に記載の化合物。
  5. 式中、
    及びRは、約18個の炭素からなるアシルである、請求項4に記載の化合物。
  6. 前記の親水性ポリマーが、ポリアルキレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリホスファゼン、ポリ(ヒドロキシアルキルカルボン酸)及びポリオキサゾリジンからなる群から選択されている、請求項1に記載の化合物。
  7. 前記の親水性ポリマーが、ポリアルキレンオキシドを含有する、請求項6に記載の化合物。
  8. 前記の親水性ポリマーが、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールからなる群から選択されている、請求項7に記載の化合物。
  9. 前記の親水性ポリマーが、ポリエチレングリコールである、請求項8に記載の化合物。
  10. 前記の親水性ポリマーが、PEG3400である、請求項8に記載の化合物。
  11. 前記のターゲッティングリガンドが、次式のペプチドを包含する、請求項1に記載の化合物
    (Xaa)−Yaa−Gly−Asp−(Zaa)
    [上式中、
    m及びnは独立に、1から約100の整数であり;
    Xaa及びZaaは独立に、天然アミノ酸及び合成アミノ酸からなる群から選択され;
    Yaaは、アルギニン、ホモアルギニン及びリジン−N−アセトイミデートであり;
    ただし、Xaa及びZaaが、イオウを含有するアミノ酸である場合には、Xaa及びZaaは、ジスルフィド結合を介して相互に結合していてよい]。
  12. 式中、
    Xaaは、グリシンであり;
    Yaaは、アルギニンであり;
    Zaaは、セリンであり;
    nは、1、2又は3であり;かつ
    mは、1である、請求項11に記載の化合物。
  13. 式中、
    nは、3である、請求項12に記載の化合物。
  14. 式中、
    Xaa及びZaaが、イオウ含有アミノ酸から独立に選択されるアミノ酸を包含する、請求項11に記載の化合物。
  15. 前記のターゲッティングリガンドが、次式のペプチドを包含する、請求項1に記載の化合物
    Figure 2005500245
    [上式中、
    x及びyはそれぞれ独立に、0から約50の整数であり;
    Saaはそれぞれ、天然及び合成のイオウ含有アミノ酸からなる群から選択され;
    Xaa及びZaaはそれぞれ独立に、中性アミノ酸及び合成アミノ酸からなる群から選択され;かつ
    Yaaは、アルギニン、ホモアルギニン及びリジン−N−アセトイミデートから選択される]。
  16. Saaはそれぞれ独立に、D−システイン、L−システイン、D−ペニシラミン及びL−ペニシラミンからなる群から選択される、請求項15に記載の化合物。
  17. 水性キャリヤー中に脂質、タンパク質又はポリマーガス充填ベシクルを含有する、インビボで治療的又は診断的に使用するためのターゲット化ベシクル組成物において、前記のベシクルがさらに請求項1に記載の化合物を含有する、ターゲット化ベシクル組成物。
  18. 前記のベシクルが、リポソーム及びミセルからなる群から選択されている、請求項17に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  19. 前記のベシクルが、リポソームを包含する、請求項18に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  20. 前記のリポソームが、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン及びホスファチジン酸からなる群から選択されるリン脂質を含有する、請求項19に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  21. 前記のホスファチジルコリンが、ジオレオイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン及びジステアロイルホスファチジルコリンからなる群から選択されている、請求項20に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  22. 前記のホスファチジルコリンが、ジパルミトイルホスファチジルコリンを包含する、請求項21に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  23. 前記のホスファチジルエタノールアミンが、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン、N−スクシニルジオレオイルホスファチジルエタノールアミン及び1−ヘキサデシル−2−パルミトイルグリセロホスホエタノールアミンからなる群から選択されている、請求項20に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  24. 前記のホスファチジルエタノールアミンが、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミンを包含する、請求項23に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  25. 前記のホスファチジン酸が、ジパルミトイルホスファチジン酸を包含する、請求項20に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  26. 前記のベシクルが、ペルフルオロ炭化水素及び六フッ化イオウからなる群から選択されるガスを含有する、請求項17に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  27. 前記のペルフルオロ炭化水素ガスが、ペルフルオロメタン、ペルフルオロエタン、ペルフルオロプロパン、ペルフルオロブタン及びペルフルオロシクロブタンからなる群から選択されている、請求項26に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  28. 前記のペルフルオロ炭化水素ガスが、ペルフルオロプロパン及びペルフルオロブタンからなる群から選択されている、請求項27に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  29. 前記のペルフルオロ炭化水素ガスが、ペルフルオロブタンを包含する、請求項28に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  30. 前記のガスが、少なくとも部分的にガス前駆体に由来する、請求項17に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  31. 前記のガス前駆体が、約37℃を上回る沸点を有する、請求項30に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  32. 前記のガス前駆体が、ペルフルオロ炭化水素を包含する、請求項31に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  33. 前記のペルフルオロ炭化水素が、ペルフルオロペンタン及びペルフルオロヘキサンからなる群から選択される、請求項32に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  34. 前記のベシクルがさらに、前記のガス及び前記の化合物とは異なる生物活性剤を含有する、請求項17に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  35. 前記の生物活性剤が、遺伝物質、ジヒドロエルゴタミン、硫酸ヘパリン、組織プラスミノーゲンアクチベーター、ストレプトキナーゼ、ウロキナーゼ、ヒルジン及びこれらの混合物からなる群から選択される治療薬を包含する、請求項34に記載のターゲット化ベシクル組成物。
  36. 患者の局部内の血栓を撮像する方法において、(i)請求項17に記載のターゲット化ベシクル組成物を患者に投与するステップと、(ii)画像診断により、患者の前記の局部を走査するステップとを包含する方法。
  37. 前記の画像診断が、診断用超音波を包含する、請求項36に記載の方法。
  38. 患者の前記の局部が、心臓部を包含する、請求項37に記載の方法。
  39. 血管中の血栓を溶解する方法において、(i)静脈内注入により、請求項17に記載のターゲット化ベシクル組成物を患者に投与するステップと、(ii)画像診断により、前記の患者を走査して、前記の血栓を可視化するステップと、(iii)超音波エネルギーを前記の血栓に適用するステップとを包含する方法。
  40. 血管中の血栓を溶解する方法において、(i)静脈内注入により、請求項35に記載のターゲット化ベシクル組成物を患者に投与するステップと、(ii)画像診断により、前記の患者を走査して、前記の血栓を可視化するステップと、(iii)超音波エネルギーを前記の血栓に適用するステップとを包含する方法。
  41. 患者の体内局部の画像を得る方法において、(i)請求項17に記載のターゲット化ベシクル組成物を患者に投与するステップと、(ii)超音波を使用して、患者を走査し、局部の可視画像を得るステップとを包含する方法。
  42. 前記のターゲッティングリガンドが、動脈硬化の局部をターゲットとする、請求項41に記載の方法。
  43. 前記の動脈硬化が、アテローム斑を包含する、請求項41に記載の方法。
  44. 前記のターゲッティングリガンドが、梗塞している心筋をターゲットとする、請求項41に記載の方法。
  45. 前記のターゲッティングリガンドが、ガン細胞をターゲットとする、請求項41に記載の方法。
  46. 患者の体内にある病的組織の存在を診断する方法において、(i)請求項17に記載のターゲット化ベシクル組成物を患者に投与するステップと、(ii)超音波を使用して、患者を走査し、局部の可視画像を得るステップとを含む方法。
  47. 前記のターゲッティングリガンドが、動脈硬化の局部をターゲットとする、請求項46に記載の方法。
  48. 前記の動脈硬化が、アテローム斑を包含する、請求項47に記載の方法。
  49. 前記のターゲッティングリガンドが、梗塞している心筋をターゲットとする、請求項46に記載の方法。
  50. 前記のターゲッティングリガンドが、ガン細胞をターゲットとする、請求項46に記載の方法。
  51. 生物活性剤をインビボで治療輸送するための方法において、(i)治療的に有効な量の、請求項34に記載のターゲット化ベシクル組成物を患者に投与するステップと、(ii)超音波エネルギーを患者に適用して、前記のターゲットベシクルから前記の生物活性剤を放出するステップとを包含する方法。
  52. 前記の超音波エネルギーにより、前記のベシクルを破裂させる、請求項51に記載の方法。
  53. 画像診断により、患者を走査して、ターゲット部位でベシクルを可視化するステップをさらに含む、請求項51に記載の方法。
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